CuZrTiCo塊體非晶合金中鐵磁相的析出及其磁性能研究.pdf

1、Cu基非晶合金是近年來(lái)在非晶合金體系中發(fā)展最為迅速的非晶體系,同時(shí)巨磁電阻效應(yīng)也是非常熱門(mén)的研究課題,兩者在實(shí)際生產(chǎn)中都有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)驗(yàn)的目的是想通過(guò)工藝設(shè)備和成分設(shè)計(jì)將兩者結(jié)合起來(lái),制備出具有磁電阻效應(yīng)的Cu基塊體非晶合金。本文采用銅模真空吸鑄法制備一系列(Cu60Zr30Ti10)100-xCox片狀樣品,主要針對(duì)x=6、8、10、13四種樣品進(jìn)行試驗(yàn),在真空環(huán)境下分別對(duì)其進(jìn)行不同溫度的熱處理,利用差示掃描量熱法(DSC)、

2、X射線(xiàn)衍射(XRD)、光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)、四探針?lè)ǖ葯z測(cè)手段,研究了這一系列樣品的晶化行為,微觀(guān)組織、微觀(guān)成份分布、磁性能以及磁電阻效應(yīng)。得到如下的研究結(jié)果:
　　 四種片狀試樣在鑄態(tài)下形成非晶態(tài)基體+晶態(tài)相的復(fù)合結(jié)構(gòu)。DSC分析表明,(Cu60Zr30Ti10)87Co13和(Cu60Zr30Ti10)94Co6在400℃到600℃之間都出現(xiàn)了明顯的晶化放熱峰,而(Cu60Zr30Ti10],

3、)92Co8、(CU60Zr30Ti10)90Co10兩種試樣無(wú)此特征峰；四種試樣均無(wú)明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變。XRD與DSC結(jié)果均說(shuō)明,x=6、13試樣的非晶比例較x=8、1O試樣多?？疾?Cu60Zr30Ti10)100-xCox(x=2、4、6、8、9、10、13)成分的棒狀樣品,分別當(dāng)x=2、9時(shí),才能形成2mm棒狀的完全非晶合金,說(shuō)明這兩種成分是這一系列當(dāng)中,玻璃形成能力最強(qiáng)的,其他Co含量的試樣均有晶態(tài)相出現(xiàn)。由此可以說(shuō)明Co元素的

4、加入降低了Cu60Zr30Ti10合金的非晶形成能力。
　　 真空熱處理這四種成分試樣,退火溫度分別定為200℃、300℃、480℃,保溫30min。(Cu60Zr30Ti10)94Co6和(Cu60Zr30Ti10)92Co8兩種成分試樣隨著退火溫度的上升,微觀(guān)結(jié)構(gòu)和成份發(fā)生變化,退火溫度從200℃到300℃時(shí),Co與Zr、Ti的化合物從基體中析出,磁性析出物比較彌散,從300℃上升到480℃,微結(jié)構(gòu)磁性顆粒不斷吞并,形成更為

5、明顯的富Co、Zr、Ti區(qū)和富Cu區(qū),在XRD的漫散射峰附近出現(xiàn)了明顯的晶化峰,非晶比例越來(lái)越少,樣品晶化析出的化合物越來(lái)越多,尺寸越來(lái)越大,成份也越來(lái)越復(fù)雜,主要是以CoZr和CoTi為主的化合物,(Cu60Zr30Ti10)90Co10和(Cu60Zr30Ti10)87Co13兩種成分試樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化更為復(fù)雜,從鑄態(tài)開(kāi)始就出現(xiàn)兩相分離,隨著退火溫度的不斷上升,出現(xiàn)了類(lèi)似于共晶體或共析體的協(xié)同生長(zhǎng)組織,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生很大變化。<

6、br>　　 四種樣品對(duì)于不同退火溫度,表現(xiàn)出來(lái)的磁性能有很大差異,(Cu60Zr30Ti10)100-xCox當(dāng)x=6、8、10三種成分飽和磁化強(qiáng)度先上升后下降,在退火溫度為300℃時(shí),達(dá)到最大的單位質(zhì)量飽和磁化強(qiáng)度,分別為13.0emu/g、15.9emu/g、13.4 emu/g。通過(guò)四探針原理測(cè)量樣品在鑄態(tài)和退火之后試樣的磁電阻效應(yīng),同一樣品在不同外磁場(chǎng)下表現(xiàn)出來(lái)的磁電阻率是不同的,在低場(chǎng)下磁電阻率較低,隨著外磁場(chǎng)的增加,磁電阻