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

هدف از تحقیق حاضر بررسی اثر پارامترهای فرایند انجماد سریع نظیر فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی و همچنین تاثیر عناصر آلیاژی al 5/1 درصد اتمی و ge (1درصد اتمی بر ریزساختار خواص مغناطیسی و سینتیک فرایند تبلور سیستم آلیاژی fe-si-b-nb-cu بوده است. برهمین اساس الیاژهای با ترکیب fe si b nb-cu و همچنین fe si b nb-cu al ge تهیه و یا استفاده از فرآیند انجماد سریع و به وسیله دستگاه چرخ مذاب در شرایط مختلف از فوق ذوب 150-250 c و همچننین سرعتهای مختلف چرخ تبریدی m/s 40-20 به شکل نوارهایی با ریز ساختار عمدتا امورف و در برخی نمونه بصورت جزیی تبلور یافته تهیه شدند. نتایج حاصل از آنالیز xrd وtem نشان داد که در نمونه های تهه شده در سرعتهای پایین چره تبریدی و مقادیر فوق ذوب کم در حالت انجماد سریع شده فازهای نانو بلوری fe-si 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 تهیه شده در فوق ذوبهای کم و سرعتهای پایی چرخ تبریدی بوده است ارزیابی آنالیز حرارتی بر روی نمونه های مذکور حکایت از افزایش میزان انرژی لازم جهت تبلور تبریدی بوده است ارزیابی آنالیز حرارتی بر روی نمونه های مذکور حکایت از افزایش میزان لازم جهت تبلور فاز مغناطیسی fe si با افزایش میزان فوق ذوب و سرعت چرخ تبریدی داشته است. از سوی دیگر مشاهده 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 محدوده دمایی ذکر شده بیشتر بوده است. بررسی انجام شده بر روی تاثیر افزودن عناصر آلیاژی alوge نشان دهنده بهبود نفوذ پذیری مغناطیی و کاهش وادارندگی مغناطیسی نسبت به آلیاژ finemet می باشد ارزیابی های صورت پذیرفته با استفاده از xrd و مازباور حکایت از تشکیل فاز d-fesi در ریز ساختار و بهبود قابل ملاحظه خواص مغناطیسی پس از فرایند عملیات حرارتی بوده است. کمترین مقدار وادارندگی و بیشترین مقدار نفوذ پذیری مغناطیسی در نمونه حاوی عناصر al و ge پس از عملیات حرارتی در دمای 580 درجه سانتی گراد حاصل شده است. همچنین میزان امپدانس مغناطیسی برابر با 323% در نمونه حاوی عناصر al وge که به میزان توجهی نسبت به لیاژ finement (217%) بالاتر است از نتایج سودمند تاثیر عناصر آلیاژ بکار برده شده در این تحقیق بشمار می آید. از دیگر نتایج قابل توجه عناصر آلیاژ al 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 نیجه افزایش دمای کاربردی نمونه های مورد بررسی اشاره نمود. بررسی های سینتیکی تاثیر فرایند تولید و عناصر آلیاژی را بر نحوه تبلور دراین آلیاژها نشان داد و مشخص گردید که افزودن عناصر آلیاژی al و ge علاوه بر کاهش 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 ور شد دانه های فرومغناطیسی با توجه به حضور جوانه های از پیش تشکیل شده کمتر بوده است که تایید بر الگوی ریز ساختاری مشاهد شد و اثر بخشی عناصر آلیاژی افزودنی در سیستم آلیاژی مورد بررسی بوده است.