Finemet型非晶合金的复杂晶化动力学行为

作者：王璞; 朱争取; 董延楠; 杨东; 庞靖; 张家泉^*

来源：材料导报, 2023, 1-14.

• Finemet型合金
• 晶化行为
• 等转化率法
• 反应模型
• 形核速率
• 晶化机制

Finemet型铁基多元合金是目前应用最广泛的纳米晶软磁材料之一。深入认识其形成过程的晶化动力学特性，对于更好地调控制备工艺以获得稳定且软磁性能更优的目标纳米晶具有重要意义。为此，通过差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter， DSC)在不同升温速率的条件下研究了Fe74Si14.5B7.5Nb3Cu1(at%)非晶的非等温晶化行为，首先利用Kissinger-Akahira-Sinose(KAS)、Flyn-Wall-Ozawa(FWO)、Starik和Boswell这几种典型的等转化率法求得Fe74Si14.5B7.5Nb3Cu1合金的晶化过程激活能Eα，之后采用补偿效应法得出指前因子A，从而实现了反应模型f(α)的数值重建和Avrami指数n(α)的求解。结果表明，Fe74Si14.5B7.5Nb3Cu1非晶合金的晶化仅较接近维度扩散的反应机理模型，但不完全符合现有任何理论模型，是一个涉及到多个反应模型的复杂反应。晶体形核速率在晶化初期(α<0.2)由增长阶段快速达到降低阶段(n(α)=2.3)，而在0.2<α<0.5时缓慢降至零(n(α)=1.5)，之后在晶化末期(α>0.5)，晶体在已有晶粒的基础上继续长大(n(α)<1.5)，整个晶化过程为形核速率持续降低的三维生长。Fe74Si14.5B7.5Nb3Cu1非晶合金的晶化是一个由三维扩散主导的多个晶化机制共同控制、多个反应模型协同参与的复杂过程。

• 单位
  北京科技大学