基于团簇+连接原子模型的Fe-B-Si-Ta块体非晶合金的成分设计
来源期刊：金属学报2015年第8期
论文作者：耿遥祥 韩凯明 王英敏 羌建兵 王清 董闯 张贵锋 特古斯 HAüSSLER Peter
文章页码：1017 - 1024
关键词：团簇+连接原子模型;团簇式;Fe-B-Si-Ta非晶;磁性;
摘 要：依据团簇+连接原子模型设计具有高玻璃形成能力的Fe-B-Si-Ta软磁块体非晶合金,以共晶点Fe83B17对应的共晶相Fe2B为基础,根据最大径向原子数密度和孤立度原则,得到以B为心的[B-B2Fe8]主团簇,结合理想非晶合金团簇式的电子浓度判据,构建出Fe-B二元非晶合金的理想团簇式[B-B2Fe8]Fe.为提升Fe-B二元合金的非晶形成能力,选择与Fe具有较大负混合焓的Si替代[B-B2Fe8]团簇的中心原子B,得到Fe-B-Si三元非晶合金的理想团簇式[Si-B2Fe8]Fe.由于Ta与B和Si间具有较大的负混合焓,进一步以Ta替代[Si-B2Fe8]Fe团簇式中壳层位置的Fe原子,设计出[Si-B2Fe8-xTax]Fe四元非晶系列成分.结果表明,[Si-B2Fe8-xTax]Fe在x=0.40.7成分处均可形成直径为1.0 mm的非晶合金棒.其中,[Si-B2Fe7.4Ta0.6]Fe合金的非晶形成能力最佳,其非晶样品的约化玻璃转变温度Trg为0.584,玻璃转变温度Tg为856 K,过冷液相区宽度ΔTx达33 K.[Si-B2Fe8-xTax]Fe（x=0.40.7）块体非晶合金的Vickers硬度Hv随Ta的添加从1117 HV（x=0.4）上升到1154 HV（x=0.7）.[Si-B2Fe7.6Ta0.4]Fe非晶合金具有良好的室温软磁性能,其饱和磁化强度Bs为1.37 T,矫顽力Hc为3.0 A/m.
耿遥祥1,2，韩凯明1,2，王英敏1,2，羌建兵1,2，王清1,2，董闯1，张贵锋2，特古斯3，HAüSSLER Peter1,4
1. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室2. 大连理工大学材料科学与工程学院3. 内蒙古师范大学内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室4. Physics Institute, Chemnitz University of Technology
摘 要：依据团簇+连接原子模型设计具有高玻璃形成能力的Fe-B-Si-Ta软磁块体非晶合金,以共晶点Fe83B17对应的共晶相Fe2B为基础,根据最大径向原子数密度和孤立度原则,得到以B为心的[B-B2Fe8]主团簇,结合理想非晶合金团簇式的电子浓度判据,构建出Fe-B二元非晶合金的理想团簇式[B-B2Fe8]Fe.为提升Fe-B二元合金的非晶形成能力,选择与Fe具有较大负混合焓的Si替代[B-B2Fe8]团簇的中心原子B,得到Fe-B-Si三元非晶合金的理想团簇式[Si-B2Fe8]Fe.由于Ta与B和Si间具有较大的负混合焓,进一步以Ta替代[Si-B2Fe8]Fe团簇式中壳层位置的Fe原子,设计出[Si-B2Fe8-xTax]Fe四元非晶系列成分.结果表明,[Si-B2Fe8-xTax]Fe在x=0.40.7成分处均可形成直径为1.0 mm的非晶合金棒.其中,[Si-B2Fe7.4Ta0.6]Fe合金的非晶形成能力最佳,其非晶样品的约化玻璃转变温度Trg为0.584,玻璃转变温度Tg为856 K,过冷液相区宽度ΔTx达33 K.[Si-B2Fe8-xTax]Fe（x=0.40.7）块体非晶合金的Vickers硬度Hv随Ta的添加从1117 HV（x=0.4）上升到1154 HV（x=0.7）.[Si-B2Fe7.6Ta0.4]Fe非晶合金具有良好的室温软磁性能,其饱和磁化强度Bs为1.37 T,矫顽力Hc为3.0 A/m.
关键词：团簇+连接原子模型;团簇式;Fe-B-Si-Ta非晶;磁性;
