تاثیر فرآیند تولید و عناصر آلیاژی بر ریزساختار، خواص مغناطیسی نرم و سینتیک تبلور آلیاژهای نانو ساختار سیستم fe-si-b-nb-cu (finemet)

هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر پارامترهای فرآیند انجمادسریع نظیر فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی و همچنین تاثیر عناصر آلیاژی al(5/1 درصد اتمی ) و ge (1درصد اتمی ) بر ریز ساختار، خواص مغناطیسی و سینتیک فرآیند تبلور سیستم آلیاژی fe si-b-nb-cu بوده است بر همین اساس آلیاژهایی با ترکیب fe si-b-nb-cu و همچننی fe si-b-nb-cu تهیه و با استفاده از فرآیند انجمادسریع و به وسیله دستگاه چرخ مذاب در شرایط مختلف از فوق ذوب c 250-150 و همچننی سرعتهای مختلف چرخ تبریدی s/m 40-20 به شکل نوارهایی با ریز ساختار عمدتا آمورف و در برخی نمونه ها بصورت جزیی تبلور یافته تهیه شدند. جهت بررسی ریز ساختار و خواص حرارتی نمونه های مختلف قبل و بعد از فرآیند عملیات حرارتی بازپخت از تکنیهای نظیر tem,sem,xrd مازباور و dsc استفاده شد. محدوده عملیات حرارتی در نمونه های مختلف با استفاده از آنالیز حرارتی dsc شناسایی گردید و نمونه ها در دمای 400 الی 730 درجه سانتی گراد در کوهر تحت خلا mbar 10 عملیات حرارتی شدند. ارزیابی خواص مغناطیسی نمونه ها در حات انجماد سریع شده و پس از فرایند بازپخت با استفاده از دستگاه منحنی نگار هیسترزیس و میکرومغناطیسی squid انجام شد. نتایج حاصل از آنالیز xrd و tem نشان داد که در نمونه های تهیه شده در سرعتهای پایین چرخ تبریدی و مقادیر فوق ذوب کم در حالت انجماد سریع شده فازهای نانو بلوری si-fe تشکیل شده و با افزایش فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی میزان درصد فاز آمورف در ساختار افزایش یافته است. ارزیابی خواص مغناطیسی نمونه های انجماد سریع شده حاکی از بهبود خواص مغناطیسی در نمونه های تهیهه شده در فوق ذوبهای کم و سرعتهای پایین چرخ تبریدی بودهاست. ارزیابی آنالیز حرارتی بر روی نمونه های مذکور حکایت از افزایش میزان انرژی لازم جهت تبلور فاز فرومغناطیسی fe si با افزایش میزان فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی داشته است. از سوی دیگر شاهده شده است که رشد دانه در نمونه های تهیه شده در سرعتهای پایین چرخ تبریدی و مقادیر کمتر فوق ذوب پس از فرایند بازپخت در محدوهده دمایی ذکر شده بیشتر بوده است. از دیگر نتایج قابل توجه تاثیر عناصر الیاژیal و ge در محدوده ترکیبی بکار برده شده علاوه بر بهبود خواص مغناطیسی می توان به افزایش دمای فرومغناطیسی کوری فاز آمورف و همچنین گسترش فاصله دمایی بین دمای تبلور اولیه و ثانویه (در حدود 35 درجه سانتی گراد) و در نتیجه افزایش دمای کاربردی نمونه های مورد بررسی اشاره نمود بررسی های سینتیکی تاثیر فرایند تولید و عناصر آلیاژی را بر نحوه تبلور در این الیاژها نشان داد و مشخص گردید که افزودن عناصر الیاژ al و ge علاوه بر اهش دمای تبلور اولیه سبب کاهش میزان انرژی لازم جهت فرایند تبلور می گردند. همچنین مشخص گردید که در نمونه های تهیه شده در مقادیر پایین فوق ذوب انرژی اکتیواسیون لازم جوانه زنی و رشد دانه های فرومغناطیسی با توجه به حضور جوانه های از پیش تشکیل شده کمتر بوده است که تاییدی بر الگوی ی ریز ساختاری مشاهده شده و اثر بخشی عناصر الیاژی افزودنی در سیستم الیاژی مورد بررسی بوده است.