非晶合金、纳米晶薄带项目
非晶合金、纳米晶薄带项目可行性研究报告
第一章项目概况
第一节基本情况
一、项目名称：非晶合金、纳米晶薄带生产
二、承办单位：****有限公司
三、企业性质：有限责任公司
四、企业法人：*****
五、项目建设地点：*******
第二节项目产品描述
非晶合金薄带是70年代问世的一种新型软磁材料，它采用先进的速凝固技术，把熔化的钢液以1×106℃/S的冷却速度直接冷却成厚度仅为20um—40um的金属薄带，与传统金属带材生产工艺相比，节省了五～六道工序。生产过程节能，无污染排放。由于采取了超急冷却技术，带材中原子排列组合上具有短程有序,长程无序特点的非晶合金组织。该合金具有许多独特性能特点：如优异的磁性，耐蚀性，耐磨性，高硬度，高电阻率等，被人们称为二十一世纪最新的绿色环保软磁材料。
该材料的应用范围广阔，可替代传统的硅钢，铁氧体和坡莫合金等软磁材料，用该材料作为铁芯主要用材并制造的非晶合金配电变压器，与用硅钢片作为铁芯的配电变压器比对，具有很好的节能效果。其比对效果见下表：
由上表可见，平均空载损耗降低70％～80％，其节能效果显著.
第三节项目背景
目前，全球只有日立金属大规模生产非晶合金带材。日立金属的非晶合金带材的产能，于07年扩张至5.2万吨后，理论上，也只能生产出3058万kV A非晶合金变压器，以上产量与我国目前每年约2.4亿kV A配电变压器的需求量相距甚远。而我国的非晶合金带材主要依赖于进口，因此，非晶合金带材的供给，成为我国大规模推广应用非晶合金变压器的最大障碍。
我国非晶合金变压器的研制工作始于“七五”，掌握非晶合金变压器生产技术的企业较多。国家80年代科技攻关课题中，将“非晶合金铁芯配电变压器研制”作为重点课题。1986年5月，上海钢铁研究所与宁波变压器厂合作，用该所研制的非晶合金带材试制出国内第一台单相3kV A非晶合金变压器。目前，除上海置信电气以外，我国其它知名变压器生产企业，如顺特电气、江苏华鹏、特变电工、杭州钱江电器集团、天威保变、西变等厂家均掌握了非晶合金变压器的生产技术。但是，由于非晶合金带材的供应依赖于进口，加之受到带材出口国的制约和价格上涨的因素影响，实际上以上厂家的非晶合金变压器均未大规模生产。铁芯及变压器的生产技术并不是制约我国推广非晶合金变压器的关键性因素，如原材料供应问题得到缓和，变压器生产厂家要扩大非晶合金变压器产能易如反掌，只有非晶合金带材生产的国产化才能促成非晶合金变压器规模化生产的飞跃。目前，日立金属
的非晶合金带材售价高达5.1万元/吨，由于下游需求的旺盛，日立金属拟在近期将产品价格上调20％，因此，希望日立金属来推动中国非晶合金变压器产业的发展并不现实。综上所述，本项目的实施具有十分紧迫的现实意义。
第二章企业基本情况
本项目由“****有限公司”、“**奥斯特纳米晶磁材有限公司”、“南京航空航天大学材料学院”共同承担完成，“江苏波瑞”出资金，“**奥斯特”、“南京航空航天大学材料学院”出技术，专业生产非晶合金薄带及制品（铁芯）。
项目承担单位之一：****有限公司
****成立于1999年9月，前身是泰州市辉煌开关制造有限公司，2005年，随着企业不断发展壮大，组建了由江苏波瑞变压器有限公司、上海波瑞电气有限公司、泰州市辉煌开关制造有限公司、**波瑞电气有限公司、安徽黄山波瑞电气有限公司等5家实体组成的****有限公司,注册资本4180万元；现有员工318人，受过中等以上教育的为187人,其中工程技术人员为95人；公司本部占地面积65255M2，建筑面积24506 M2，2007年实现销售1.148亿元。
主要产品有: 电力变压器、高低压开关柜、箱式变电站、开关元器件、输变电设备及器件。企业自主研发的：66kV移动式变电站、节能型单相嵌装式变电装置等高新技术产品，先后取得国家发明专利和新型实用专利。产品在内蒙准格尔、海拉尔、安太堡大型露天煤矿、南京军区某空军机场、沙钢、大庆油田、胜利油田、中原油田、吐哈油田等国家重点大型工程项目中得到广泛的应用。
企业拥有注册商标: “赛勒宝”、“沪苏”、“沪能”、“沪佳”、“BRLT”；
近三年来，先后研发了66kV移动式变电站、智能化箱式变电站、智能型断路器；企业研发中心的工程技术人员，参与了智能化箱式变电站的国家标准制定和行业内DCK型低压开关柜的图样设计工作，近期研发推出了“节能型单相嵌装式变电装置”、“智能型防盗变压器”等多项高新技术产品，获得1项新型实用专利和3项外观专利，有5项发明专利和4项新型实用专利已进入公示阶段。
****是“江苏省高新技术企业”，“赛勒宝”牌低压开关柜系列产品荣获：“产品质量国家免检”称号，通过了ISO9001-2000质量体系认证、ISO14001:2004环境体系认证、3C国家强制产品认证、AAA 标准化良好行为企业认证。
项目承担单位之二：**奥斯特纳米晶磁材有限公司
**奥斯特纳米晶磁材有限公司，是中国西部首家非晶、纳米晶带材生产企业，从非晶合金薄带的制备技术、冶炼均由该企业独立完成，经过6年多的研发，技术日趋成熟完善，目前生产的非晶合金薄带小于50mm宽，广泛用于电流互感器，测量级线圈和中、高频变压器铁芯。针对非晶合金配电变压器的铁芯用材宽度，要求在50mm-200mm 之间，技术人员通过近二年的研发创新，已熟练掌握了产出200mm 宽非晶合金薄带的制备技术。
项目承担单位之三：南京航空航天大学材料科学与技术学院
南京航空航天大学材料科学与技术学院的非晶合金薄带制备技术课题组领军人-王寅刚教授，系留美博士，是江苏省专家库成员；他在非晶合金薄带制备技术研究方面彼有造就，在国内外多家权威刊物上发表了40多专著论文，被公认为是国内研究非晶合金薄带制备技术的泰斗。
第三章产品需求分析和改造的必要性
第一节项目建设的必要性
节能减排已成为全球的共识，为此，国家电网公司"十一五"期间的建设投资约8500亿元，启动了31个重点城市电网改造工程，同时，为适应建设社会主义新农村的任务，将对新型农网进行科学规划，提升装备科技含量，形成结构优化、布局合理、技术实用、供电质量高，电能损耗低的农村电网。专家认为：“规划的浪费是最大的浪费，规划的节约是最大的节约，目前非晶合金变压器最主要的优势是损耗低，国家电网公司下一步将针对损耗问题加大投资力度、积极开发新技术的应用。”响应节能减排的国策，推广应用非晶合金变压器，在降耗方面大有可为。
非晶合金变压器比硅钢片变压器的空载损耗下降70％左右，空载电流下降约80％，专家测算，若我国应用非晶合金变压器的普及率达到50％，五年可节约一个华北电网一年的电量。可见节能特点非常显著；而发达国家早在10年前，就已开始推广应用非晶合金变压器。综上所述，项目的实施符合国家节能减排政策，具有良好的经济效益和社会效益。
第二节市场需求分析
虽然非晶合金变压器的售价高于硅钢片变压器30%，但从节能角度考虑，非晶合金变压器还是首选之物。有关专家测算，非晶合金变压器与S11型硅钢片变压器的价格比接近1.3:1以后，价差如由节能所产生的效益来相抵，可在应用后的5年内收回；从第六年起，可享受非晶合金变压器的降低损耗所带来的收益。随着非晶合金变压器的需求量增大和电价的上涨，非晶合金薄带将有广阔的市场。
目前，随着国内节能产品的升温、非晶合金变压器的推广加速，国内一些变压器生产企业纷纷试制非晶合金变压器，部分企业生产的非晶合金变压器已进入市场；而生产非晶合金变压器铁芯的企业，只有上海置信和北京中机联供等几家企业。在2006年2月开业之初的北京中机联供，每月的非晶合金铁芯产量也不过十几吨，最火的时候一个月也难突破百吨，但在2007年6月份单班产量已突破300吨，还远远不能满足众多变压器生产厂家,对非晶合金变压器铁芯的需求,由此可见非晶合金材料需求旺盛。目前国内生产非晶合金变压器铁芯的带材都来源于日本和美国，预计到2010年，我国10%配电变压器改用非晶合金材料，每年非晶合金薄带的需求量将高达7万吨，即便是日本日立公司的非晶合金带材全部供应中国，也无法满足国内非晶合金变压器所需带材的需求。
综上所述，非晶合金薄带及制品（铁芯）的生产前景广阔，市场潜力巨大。
第四章改造的主要内容和目标
第一节厂址选择和建设条件
一、项目厂址选择
项目拟建在江苏省**市河失镇城黄西路78号，位于长江三角洲江阴大桥北岸的历史文化古城**市与苏中重镇黄桥镇的中间地段，距离京沪高速、宁靖盐高速公路都不超过3公里，距国家一级开发港口——泰州港20公里，交通运输十分便捷。
**市河失镇城黄西路78号，系原**市第二化工厂所在地，该厂由于受环保政策的宏观调控被关停；****有限公司从减轻政府负担、
增加就业岗位、盘活存量资产、节约项目投资成本等因素考虑，决定利用其原有部分建筑物，在稍加改造后，以适应本项目的实施。
二、建设条件
1、区域位置形貌概况
**市河失镇地处**腹地，位于新型城市**和苏中重镇黄桥之间。全镇区域面积64.6平方公里，镇区地处北亚热带季节性湿润气候，四季分明、温和湿润，年平均气温14.8℃。镇区交通优越，环境优美，经济发达，人杰地灵，素有“江畔明珠”、“银杏之乡”、“教育之乡”之美誉。河失镇地理位置优越，东距宁靖盐高速2公里，西临京沪高速1公里，纵横全市的334省道，新广公路在镇区交汇，有着**母亲河之称的老龙河(如泰运河)于镇区东西穿越。镇区距南京、上海仅2小时车程，距泰州火车站仅半小时行程。如泰运河，新曲河水运直达长江港口，水陆交通十分便捷。办厂的外部条件十分优越。
2、当地气象条件
**市自然条件宜人，属北亚热带季节性湿润气候，四季分明。
年平均气温14.8℃，年平均相对温度80%，地耐力10～20t/m2，年平均降水量1000.8mm，适宜各种行业作业。
3、供水：工程位于长江支流的如泰运河边，水质优良，供应充沛，原厂区的供水主管道，基本满足本项目实施的需要。
4、供电：电力主要来自华东电网，加上自备电源，能满足本项目生产用电量的需求。
5、企业建设条件
企业具有多年生产历史，积累了丰富的技术经验和管理经验，培养了一支科技和管理人才队伍，企业管理和商誉良好，同时有项目合作单位**奥斯特纳米晶磁材有限公司和南京航空航天大学材料科学与技术学院的技术支持，具有较成熟和较强的项目工程建设的能力。
三、原材料供应
本项目所用的主要原料是: 精铁、硅、锰等，采购方便，具体消耗量（一期工程）和主要采购渠道见下表
第二节生产规模
本项目的生产规模分为三个阶段，即一、二、三期。一期工程达产后,年生产非晶合金薄带材500吨、铁芯300吨，产值达2500万元～3600万元。一期工程的二年后，在四年内完成二、三期扩建、扩产工程。届时，将年生产非晶合金薄带材10000吨、铁芯5000吨、非晶合金配电变压器113.4万kV A，产值达12亿元～15亿元。
第三节工艺技术方案
一、产品方案
①按照非晶（FeSiB元素），纳米晶（FeNbSiCuB元素）合金成分配料，真空熔化，然后制成非晶合金带材。②用带材制作非晶合金变压器。
二、生产工艺
生产工艺流程图
工艺流程图
新增主要设备表
第四节工程方案
一、总平面布置
1、布置原则
总平面布置根据各单项工程，生产工艺流程，物料投入与产出，原材料储存，厂内外交通运输等情况，结合厂区的自然条件、生产要求以及行业、专业的设计规范进行科学合理的布置，达到工艺流程合理，物流顺畅便捷，人流物流分道，生产调度方便，施工费用节约，留有发展余地等要求。
2、布置方案
项目厂址位于**市河失镇城黄西路78号，本项目所有建设内容全部在此范围内进行布置。
厂区面积18亩，基本呈长方形，南北长113.2米，东西长106.7米。厂区规划分为办公区与生产区两个部分，厂大门面对城黄公路。
生产厂区分为东西两块，本项目一期工程主要在东部实施，改造
原主厂房三幢、办公楼及辅助用房，合计改造面积9000m2，主厂房用于生产加工，辅助用房用作仓库和设备组装和检测试验等。
厂区内主要生产车间周围均设有环形道路，厂区主干道宽为
10M，厂区次干道宽为8M，主道路转弯半径为10米，次干道转弯半径为8米，车间引道转弯半径6米，为物料运输畅通提供条件。厂房周围及主干道处设有绿化带，绿化带宽为6米。
二、工程占地面积
本项目占地9000平方米。各主要工程是在原建筑物上改造，占地面积见明细表
主要工程占地面积
三、给排水
3.1给水
市区自来水管网接口与厂区自来水管网接通，供水能力为55m3/h；项目实施后正常生产的水耗用量为15m3/天（包括生产用水和生活用水）。
非晶和纳米晶合金的比较
铁基非晶合金在工频和中频领域，正在和硅钢竞争。铁基非晶合金和硅钢相比，有以下优缺点。 1）铁基非晶合金的饱和磁通密度Bs比硅钢低 但是，在同样的Bm下，铁基非晶合金的损耗比0.23mm厚的3％硅钢小。一般人认为损耗小的原因是铁基非晶合金带材厚度薄，电阻率高。这只是一个方面，更主要的原因是铁基非晶合金是非晶态，原子排列是随机的，不存在原子定向排列产生的磁晶各向异性，也不存在产生局部变形和成分偏移的晶粒边界。因此，妨碍畴壁运动和磁矩转动的能量壁垒非常小，具有前所未有的软磁性，所以磁导率高，矫顽力小，损耗低。 2）铁基非晶合金磁芯填充系数为0.84～0.86 3）铁基非晶合金磁芯的工作磁通密度 1.35T～1.40T，硅钢为1.6T～1.7T。铁基非晶合金工频变压器的重量是硅钢工频变压器的重量的130％左右。但是，即使重量重，对同样容量的工频变压器，磁芯采用铁基非晶合金的损耗，比采用硅钢的要低70％～80％。 4）考虑损耗，总的评估价为89％ 假定工频变压器的负载损耗（铜损）都一样，负载率也都是50％。那么，要使硅钢工频变压器的铁损和铁基非晶合金工频变压器的一样，则硅钢变压器的重量是铁基非晶合金变压器的1?8倍。因此，国内一般人所认同的抛开变压器的损耗水平，笼统地谈论铁基非晶合金工频变压器的重量、成本和价格，是硅钢工频变压器的130％～150％，并不符合市场要求的性能价格比原则。国外提 出两种比较的方法，一种是在同样损耗的条件下，求出两种工频变压器所用的铜铁材料重量和价格，进行比较。另一种方法是对铁基非晶合金工频变压器的损耗降低瓦数，折合成货币进行补偿。每瓦空载损耗折合成5～11美元，相当于人民币42～92元。每瓦负载损耗折合成0.7～1.0美元，相当于人民币6～8.3元。例如一个50Hz，5kVA单相变压器用硅钢磁芯，报价为1700元/台；空载损耗28W，按60元人民币/W计，为1680元；负载损耗110W，按8元人民币/W计，为880元；则，总的评估价为4260元/台。用铁基非晶合金磁芯，报价为2500元/台；空载损耗6W，折合成人民币360元；负载损耗110W，折合成人民币880元，总的评估价为3740元/台。如果不考虑损耗，单计算报价，5kVA铁基非晶合金工 频变压器为硅钢工频变压器的147％。如果考虑损耗，总的评估价为89％。 5）铁基非晶合金抗电源波形畸变能力比硅钢强 现在测试工频电源变压器磁芯材料损耗，是在畸变小于2％的正弦波电压下进行的。而实际的工频电网畸变为5％。在这种情况下，铁基非晶合金损耗增加到106％，硅钢损耗增加到123％。如果在高次谐波大，畸变为75％的条件下（例如工频整流变压器），铁基非晶合金损耗增加到160％，硅钢损耗增加到300％以上。说明铁基非晶合金抗电源波形畸变能力比硅钢强。 6）铁基非晶合金的磁致伸缩系数大 是硅钢的3～5倍。因此，铁基非晶合金工频变压器的噪声为硅钢工频变压器噪声的120％，要大3～5dB。
胶体化学法制备半导体纳米晶方法研究进展
胶体化学法制备半导体纳米晶方法研究进展 纳米技术是一个新的科学领域，纳米材料的物理、化学性质，例如：光、电、磁、热、力学等性能，与其相应体相材料具有显著的差别。新型纳米复合材料集两者优秀的综合性能和协同效应，一直是物理、化学、材料学科等科学领域密切关注的重要课题之一。 纳米材料的制备是当今研究的热点之一，但是由于研究者来自不同领域，而且材料应用目的也不尽相同，所以制备纳米材料的方法也不同。 一、纳米晶的制备方法 纳米晶的制备方法大致可分为三大类：固相法、液相法和气相法，并且每一类又有多种制备手段。 在固相法中，合成纳米微粒的方法主要是高能球磨法，球磨技术作为一种重要的实验方法用于提高固体材料的分散度及减小粒度。而Matteazzi等利用球磨的方法用于合成具有特殊性能的新材料：制备纳米硫化物。高压压制法是根据脆性材料在高压下的压致晶粒碎化效应，通过压致碎化过程直接制备块状纳米晶体材料。 气相法分为物理气相法和化学气相法。物理气相沉淀法在整个纳米材料形成过程中没有发生化学反应，主要是利用各种热源促使金属等块体材料蒸发气化，然后冷却沉积而得到纳米材料，主要用于制备金属纳米微粒。化学气相反应法也叫化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，简称CVD），是利用挥发性的金属化合物或金属单质的蒸气，通过化学反应生成所需要的纳米级化合物，在保护气体环境下快速冷凝，从而制备出各类物质的纳米粒子。 液相法也包括物理方法与化学方法，其中液相化学方法应用比较多，包括溶胶-凝胶法（Sol-Gel）、化学沉淀法、模板合成法、水热合成法、微乳法等方法。 二、半导体纳米晶的制备方法 到目前为止，采用胶体化学法几乎能成功合成所有的Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶。该方法常通过选用合适的前驱体（用于生成纳米晶的核心部分）和配体（也称稳定剂，用于防止纳米晶团聚），通过控制反应条件（如温度、浓度等）获得具有不同尺寸、形状的纳米级团簇，从而形成较高质量的纳米晶材料。 1.有机金属法。有机金属法是将有机金属前驱体溶液注射进入高温（250-300℃）配体溶液中，这些前驱体就在高温条件下迅速热解成核，晶核在随后的时间里缓慢生长为纳米晶。有机金属法是Bawendi研究小组在1993年发明的。前躯体一般为烷基金属（如二甲基镉）和烷基非金属（如，二、三甲硅烷基硒）化合物，主配体为三辛基氧化磷，溶剂兼次配体为三辛基磷。该方法的不
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金 磁性材料 一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场h 作用下，必有相应的磁化强度m 或磁感应强度b，它们随磁场强度h 的变化曲线称为磁化曲线（m～h或b～h曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度h 足够大时，磁化强度m达到一个确定的饱和值ms，继续增大h，ms保持不变；以及当材料的m值达到饱和后，外磁场h降低为零时，m并不恢复为零，而是沿msmr曲线变化。材料的工作状态相当于m～h曲线或b～h曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整洁排列。 剩余磁感应强度br：是磁滞回线上的特征参数，h回到0时的b值。 矩形比：br∕bs 矫顽力hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的b与h的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗p：磁滞损耗ph及涡流损耗pe p = ph + pe = af + bf2+ c pe ∝f2 t2 / ，ρ 降低， 磁滞损耗ph的方法是降低矫顽力hc；降低涡流损耗pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mw）/表面积（cm2） 3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。器件的电压～电流特性与磁芯的几何外形及磁化状态密切相关。设计者必须熟知材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯的几何外形及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。 二、软磁材料的发展及种类 1. 软磁材料的发展 软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。随着电力工及电讯技术的兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。到20世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器的效率，降低了损耗。直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。到20年代，无线电技术的兴起，促进了高导磁材料的发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。从40年代到60年代，是科学技术飞速发展的时期，雷达、电视广播、集成电路的发明等，对软磁材料的要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。进入70年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统的晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶
纳米晶带材简介
铁基纳米晶合金 一、简介： 铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为的，弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料。微晶直径10-20 nm, 适用频率范围50Hz-100kHz. 二、背景介绍： 1988年日本的Yoshizawa等人首先发现,在Fe-S-iB非晶合金的基体中加入少量Cu和 M(M=Nb,Ta,Mo,W等),经适当的温度晶化退火以后,可获得一种性能优异的具有bcc结构的超细晶粒(D约10nm)软磁合金。这时材料磁性能不仅不恶化,反而非常优良,这种非晶合金经过特殊的晶化退火而形成的晶态材料称为纳米晶合金。其典型成份为 Fe7315Cu1Nb3Si1315B9,牌号为Finemet。其后,Suzuki等人又开发出了Fe-M- B(M=Zr,Hf,Ta)系,即Nanoperm系。到目前为止,已经开发了许多纳米晶软磁材料,包括:Fe基、Co基、Ni基[2]。由于Co基和Ni基不易于形成K、Ks同时为零的非晶态或晶态合金,如果没有特殊情况,实用价值不大。 三、铁基纳米晶软磁合金的制备方法 纳米晶软磁合金的制备一般采用非晶晶化法。它是在用快淬法、雾化法、溅射法等制得非晶合金的基础上,对非晶合金在一定的条件下(等温、真空、横向或纵向磁场等)进行退火,得到含有一定颗粒大小和体积分数的纳米晶相。近年来,也有一些研究者采用高能球磨法制备纳米晶软磁合金。 四、纳米晶软磁合金的结构与性能 纳米晶软磁合金的典型成份为Fe7315Cu1Nb3Si1315B9。随着研究的不断进行,合金化元素几乎遍及整个元素周期表。从合金的化学成份在合金中的作用看,可以分为4类: (1). 铁磁性元素:Fe、Co、Ni。由于Fe基合金具有高Bs的优势,且纳米晶合金可以实现K和Ks同时为零,因而使L值很高、损耗很低,价格便宜,成为当今研究开发的中心课题。 (2). 非晶形成元素:主要有Si、B、P、C等。对于纳米晶软磁合金带材,一般都是先形成非晶带,然后通过退火使材料出现纳米晶,因而非晶化元素是基本元素。特别是B对形成非晶有利,成为几乎所有纳米晶软磁合金的构成元素,含量在5at%~15at%之间。Si也是
超细晶硬质合金的制备
第３５卷第４期稀有金属与硬质合金Ｖ０１．３５№．４２ＯＯ７年１２月ＲａｒｅＭｅｔａｌｓａｎｄＣｅｍｅｎｔｅｄＣａｒｂｉｄｅｓＤｅｃ．２０Ｏ７ ?试验与研究? 超细晶硬质合金的制备 谢海根１’２，易丹青１，黄道远１，李荐１，刘刚２，刘瑞１ （１．中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙４１００８３； ２．崇义章源钨制品有限公司，江西崇义３４１３００） 摘要：以纳米ｗＣ粉末与超细钴粉为原料，采用行星球磨混料一压制成形一氢气脱胶一真空烧结工艺制备了Ｗｃ一１０Ｃｏ超细晶硬质合金。研究表明，采用行星球磨混料获得的混合料分散均匀，颗粒细小且成形性好。采用该混合料在１３６０℃下真空烧结制备的超细硬质合金其平均晶粒尺寸约ｏ．３４＂ｍ，抗弯强度３１００ＭＰａ，硬度ＨＶ６０为１９００，断裂韧性ｌｏ．３ＭＰａ?ｍ“２ 关键词：纳米；超细晶；硬质合金；ｗＣ粉；钴粉 中图分类号：ＴＦ１２５．３文献标识码：Ａ文章编号：１００４一０５３６（２００７）０４一ｏＯｌ４一０４ ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＵｌｔｒａ—ｆｉｎｅＧｒａｉｎｅｄＨａｒｄＭｅｔａｌｓ ＸＩＥＨａｉ—ｇｅｎｌ”，ＹＩＤａｎ—ｑｉｎ９１，ＨＵＡＮＧＤａｏ—ｙｕａｎｌ，ＬＩＪｉａｎｌ，ＬＩＵＧａｎ２，ＬＩＵＲｕｉｌ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｈｏｎｇｙｉＺｈａｎｇｙｕａｎＴｕｎｇｓｔｅｎＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｏｎｇｙｉ３４１３００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｕｐｅｒｆｉｎｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＷＣ一１ＯＣｏｈａｒｄｍｅｔａｌｉｓｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍｎａｎｏ—ｍｅｔｅｒＷＣａｎｄｓｕｐｅｒｆｉｎｅＣｏｐｏｗｄｅｒｂｙｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｌａｎｅｔｂａｌｌｍｉｌｌｉｎｇ—ｐｒｅｓｓｉｎｇ—ｈｙｄｒｏｇｅｎｄｅｇｕｍｍｉｎｇａｎｄｖａｃｕｕｍｓｉｎｔｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｕｓｅｏｆｐｌａｎｅｔｍ订ｌｉｎｇｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｅｖｅｎｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｆｉｎｅ—ｇｒａｉｎｅｄｍｉｘｔｕｒｅｗｉｔｈｇｏｏｄｃｏｍｐａｃｔａｂｉｌｉｔｙ．ＴｈｅｓｕｐｅｒｆｉｎｅｈａｒｄｍｅｔａｌｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｖａｃｕｕｍｓｉｎｔｅｒｉｎｇｈａｓｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｂｏｕｔＯ．３４“ｍ，ｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈ３１００ＭＰａ，ｈａｒｄｎｅｓｓ１９００ｋｇ／ｍｍ２，ｆｒａｃｔｕｒｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓ１０．３ＭＰａ?ｍ１／２． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｎｏｍｅｔｅｒ；ｓｕｐｅｒｆｉｎｅｇｒａｉｎ；ｈａｒｄｍｅｔａｌ；ｔｕｎｇｓｔｅｎｃａｒｂｉｄｅ；Ｃｏｐｏｗｄｅｒ 前言 硬质合金具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等一系列优异性能，在切削加工、凿岩采矿、成型模具、耐磨零件等方面得到了越来越广泛的应用。 硬质合金合金自问世以来，其强度和硬度之间就一直是一对“不可调和的矛盾”。制造业的飞速发展，对硬质合金刀具材料提出了越来越高的要求，在要求高强度的同时还要求高硬度，即所谓的“双高合金”。研究表明，当ＷＣ的晶粒尺寸减小到亚微米以下时，硬质合金材料的硬度和耐磨性、强度和韧性均获得了提高。因此，超细ＷＣ—Ｃｏ硬质合金开发及应用，成为超硬工具领域竞相研究的热点阻５｜。 ２试验内容与方法 ２．１试验过程 本研究采用崇义章源钨制品有限公司生产的纳米钨粉，在常规碳化设备中进行低温通氢碳化制备纳米ＷＣ粉末，再与超细钴粉混合，经压制、脱胶、真空烧结等工艺制备超细晶ＷＣ一１０Ｃｏ硬质合金。２．２粉末样品的分析检测 采用日本理学Ｄ／ｍａｘ２５５０ＶＢ＋Ｘ射线衍射仪对粉末样品进行物相和晶粒度分析，通过式口一忌Ａ／（Ｄｃｏｓ口） 收稿日期：２００７一０５—２１ 作者简介：谢海根（１９６８一），男，高级工程师，在读硕士研究生，从事超细硬质合金的研究工作。
成分对于铁基非晶纳米晶合金微观结构和 软磁性能的影响综述--研究生课程论文
研究生课程论文 （2016 -2017 学年第一学期） 论文标题：成分对于铁基非晶纳米晶合金微观结构和软磁性能的影响综述 提交日期：2016 年12 月19日研究生签名：
成分对于铁基非晶纳米晶合金微观结构和软磁性能 的影响综述 1.引言 铁基非晶态合金是一种具有特殊结构和优越性能的新型材料,通过快速凝固在原子层次控制了液态金属的排列,使原子排列保持液态金属的长程无序状态.由于原子排列不规则、长程无序、没有晶粒晶界的存在,因而使得该类材料具有极佳的机械性能、磁性能和耐腐蚀性等优点,通过非晶合金演变纳米晶的可控性,可以进一步得到性能更加优异的纳米晶和非晶/纳米晶复合结构材料,兼具有高饱和磁感应强度、高磁导率和低高频损耗等性能特点[1]，是硅钢、铁氧体和坡莫合金等传统软磁材料的替代产品。 要形成非晶合金GFA (玻璃形成能力) 非常重要，井上明久在大量实验结果的基础上总结了非晶合金获得较高GFA需要的３个条件:(1)合金成分含有３种及３种以上元素;(2)不同元素原子半径有较大差异;(3)各元素之间的混合热为负值[2]. Fe基非晶纳米晶合金优异的磁特性由它们的磁致伸缩系数（<20ppm）和磁各向同性都很低。根据随机各向异性模型（RAM）[3]，如果晶粒尺寸减小到低于最小交换长度（D < 和纳米尺度区域。在微观尺度区域，粒度和H c之间的反比关系（Hc-D-1）表示传统的原则，即大晶粒尺寸利于软磁性能的提高，但是大的晶粒和磁畴尺寸会增加铁损。在纳米尺度区域，新的非晶微晶合金落在常规的硅钢和铁基非晶合金之间。矫顽力和晶粒尺寸（Hc-D 6）关系显示，在纳米级别，晶粒尺寸的变化，即使是少量仍可能对最终的软磁特性产生显著影响[3,20]。 目前研究的Fe 基纳米晶软磁合金带材主要有Fe-Si-B 系、Fe-Zr-B 系和Fe-B 系。具体讲主要有三种牌号，分别是牌号为Finemet 的Fe-M-Si-Cu-B(M=Nb、Cr、V、W、Mo 等)合金，牌号为Nanoperm的Fe-M-B(M=Zr、Hf、Nb、Ta等)合金[5-6]和牌号为Hitperm的(Fe,Co)-M-B(M=Zr、Hf、Nb 等)合金[4-5]。三种牌号的合金都是采用对非晶合金前驱体进行晶化处理得到纳米晶合金的方法制备而成[1]。通过晶化退火处理不但可以有效地消除合金的内应力，还可以获得纳米晶结构的合金材料，因其具有超细化的显微组织从而表现出极佳的软磁性能[6]。 不同成分对铁基非晶纳米晶软磁性能有很大影响，本文目的是阐明对微观结构和软磁性能有充分研究的元素，如硅，硼，铜，铌，锆，氮掺杂，磷，镍，钴，氢化和锗对铁基非晶纳米晶合金特性的影响。表1总结了各成分的影响结果。 表1.Fe非晶/纳米晶合金添加元素的影响 2.合金元素的影响 2.1 Si和B Fe基合金的GFA比非铁合金系如Mg，Zr，Pd基合金低得多。事实上，通过铜模铸造在Zr和Pd基合金中可获得厚度大于1mm的块状金属玻璃，而在Fe基合金中形成的带材厚度只有几微米。添加B和Si可促进合金凝固过程中非晶态结构的形成，并且B对GFA的提高效应是Si的5倍[8]。此外，应当注意，尽管B可以增强GFA，但它也可以减少一次和二次结晶峰之间的安全间隙，如图2所示。这种物 关于全面应用社保卡就医有关问题的通知 各区县、高新区、文昌湖区人力资源和社会保障局，各有关单位：我局2015年5月12日下发了《关于全面使用社保卡就医购药有关事项的通知》（淄人社字[2015]141号），自2015年7月1日起，参保人就医购药全面使用中华人民共和国社会保障卡（以下简称“社保卡”），原门诊、住院提供的就医无卡结算功能将停止运行，未使用社保卡就医购药的，医疗保险基金不予结算。为做好这项工作的推广落实，现就相关问题通知如下： 一、社保卡领取 （一）领卡环节 领卡地点：办卡网点即领卡网点。 领卡材料：个人领卡的须持领卡通知单、身份证；单位领卡须持领卡通知单及申领人员名单。 领卡日期：以领卡通知单领卡日期为准。 特殊情况：学校批量办卡的，应联系所选银行落实领卡。 （二）常见问题处理 1、领卡通知单丢失 个人丢失的，社保卡服务网点留存领卡人有效身份证件复印件；单位丢失的，由单位出具介绍信说明情况（包含办理人 姓名、身份证号码、领取人姓名、身份证号码，需领取卡数量等）。 2、代领手续 代领人应同时携带经办人、代领人有效身份证件。 3、单位办卡领取 通过单位、学校、社区批量办理的，必须由单位、学校、社区统一领取后发放给参保人。 4、领卡网点查询 可以登陆淄博市人力资源和社会保障网或者拨打12333查询领卡网点。 二、村居卫生室联网及社保卡读卡器 我市于2013年12月13日下发了《关于加快推进村卫生室联网工作的通知》，文件对运营商线路带宽和资费，运营商联系方式、地址，社会保障卡读卡器参考选型及购买方式等进行了详细的说明，请各相关单位再次进行核实，及时购买，确保7月1日全面使用社保卡就医购药工作的顺利开展。简列社保卡读卡器参考选型及购买方式如下： Material Sciences 材料科学, 2014, 4, 225-232 Published Online November 2014 in Hans. https://www.360docs.net/doc/273172955.html,/journal/ms https://www.360docs.net/doc/273172955.html,/10.12677/ms.2014.46032 The Effect of Nanocrystals on the Plastic Deformation Ability of CuZr-Based BMG Lincai Zhang1,2, Zhenya Song3, Xiaodong Guo1, Yanhua Hou1 1Jiangsu Provincial Key Laboratory for Interventinal Medical Devices, Huai’an 2State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 3Shaoxing University, Shaoxing Email: vicande@https://www.360docs.net/doc/273172955.html, Received: Sep. 30th, 2014; revised: Oct. 15th, 2014; accepted: Oct. 30th, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/273172955.html,/licenses/by/4.0/ Abstract The CuZr-based fully amorphous alloy and composites containing in-situ nanocrystals with large size were prepared. Without the influence of specimen geometry, their mechanical behaviors un-der compression were systematically studied and compared, confirming the important role of in- situ nanocrystals on the plastic deformation ability. At the same time, the coexistence of free vo-lume and small nanocrystals can efficiently enhance the plastic deformation ability, providing a useful guideline for large plasticity in BMG composites with nanocrystalline prepared from fully amorphous alloy. Keywords Nanocrystals, Free Volume, Mechanical Behaviors, Fracture Morphology 纳米晶对CuZr基非晶合金变形行为的影响 张临财1,2，宋振亚3，郭啸栋1，侯彦华1 1江苏省介入医疗器械研究重点实验室，淮安 2西安交通大学，金属材料强度国家重点实验室，西安 3绍兴文理学院，绍兴 Email: vicande@https://www.360docs.net/doc/273172955.html, 收稿日期：2014年9月30日；修回日期：2014年10月15日；录用日期：2014年10月30日 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910349303.7 (22)申请日 2019.04.28 (71)申请人 中国矿业大学 地址 221008 江苏省徐州市大学路1号中国 矿业大学科研院 (72)发明人 陈正 王尚 沈承金 张金勇 张平 何业增 沈宝龙 (74)专利代理机构 南京瑞弘专利商标事务所 (普通合伙) 32249 代理人 陈国强 (51)Int.Cl. C22C 19/03(2006.01) C22C 1/04(2006.01) B22F 9/04(2006.01) B22F 3/14(2006.01) (54)发明名称 一种高熵晶界修饰的纳米晶合金粉末及其 制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种高熵晶界修饰的纳米晶 合金粉末及其制备方法，该合金按照质量百分 比，其组成为：0.76～2.88％的Zr、0.77～2.94％ 的Nb、0.80～3.03％的Mo、1.51～5.72％的Ta，余 量为Ni。本发明通过机械合金化法将合金粉末纳 米晶化，同时采用等离子热压烧结法将纳米晶合 金粉末固化为块体材料，达到了提升材料强度和 热稳定性的目的。权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 109897991 A 2019.06.18 C N 109897991 A 权 利 要 求 书1/1页CN 109897991 A 1.一种高熵晶界修饰的纳米晶合金粉末，其特征在于：按照质量百分比，其组成为：0.76～ 2.88％的Zr、0.77～2.94％的Nb、0.80～ 3.03％的Mo、1.51～5.72％的Ta，其余为Ni。 2.根据权利要求1所述的高熵晶界修饰的纳米晶合金粉末，其特征在于：所述纳米晶合金粉末为球形颗粒，其单个球形颗粒内包含多个纳米晶晶粒，纳米晶晶粒的结构为高熵晶界包覆Ni基体，高熵晶界的百分质量含量组成为：7.5～29wt％的Zr、8～30wt％的Nb、8～30wt％的Mo、15～50wt％的Ta，其余为Ni。 3.一种权利要求1所述的高熵晶界修饰的纳米晶合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1)按照原料比分别称取Ni粉、Zr粉、Nb粉、Mo粉、Ta粉，并混合均匀； (2)将步骤(1)混合得到的粉末在真空环境或惰性气体环境下密封进球磨罐内，在行星式球磨机中球磨，使合金粉末纳米化，得到纳米晶合金粉末； (3)将步骤(2)得到的纳米晶合金粉末置于等离子热压烧结炉内，进行热压烧结固化，获得块体合金。 4.根据权利要求3所述的高熵晶界修饰的纳米晶合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，球磨时的转速为200～400r/min，球磨时间为30～50h。 5.根据权利要求3或4所述的高熵晶界修饰的纳米晶合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，球磨过程中，每30min暂停20min，避免球磨过程在球磨罐过热，导致晶粒粗化。 6.根据权利要求3所述的高熵晶界修饰的纳米晶合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，得到的纳米晶合金粉末的粒径为5～20nm。 7.根据权利要求3所述的高熵晶界修饰的纳米晶合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，获得的块体合金由纳米晶晶粒组成，纳米晶晶粒的粒径为50～200nm。 8.根据权利要求3所述的高熵晶界修饰的纳米晶合金的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，热压烧结固化的步骤为：将纳米晶合金粉末填入石墨模具，置入等离子热压烧结炉内，以50～150℃/min的速度加热至950～1150℃，保温5～10min，烧结压力为20～40 MPa。 2 纳米晶体 摘要：本文主要介绍了金属纳米晶体、金属氧化物纳米晶体和一些其他纳米晶体的合成方法，并对它们的性能做了些简单的介绍。纳米晶体有许多独特优异的性能，本文对相关的纳米晶体的应用也进行了介绍，随着纳米晶体制备技术的发展，纳米晶体的应用会更加广泛。 关键词：纳米晶体；金属；金属氧化物 0引言 纳米材料是指组分尺寸至少在某一个维度上介于1～100nm之间的材料。纳米材料就其结构上可以分为纳米晶体、纳米颗粒、纳米粉末、纳米管等。由于纳米材料的纳米尺寸效应，使得纳米材料出现了许多不同于常规条件下的材料性能，例如光学性、电导性、抗腐蚀性等，因此人们对纳米材料在未来材料领域的应用与发展寄予了很大期望。但由于纳米材料在结构上存在表面效应和小尺寸效应，使其能量高于平衡态，表面上原子数增多，具有较高的表面能，使得这些表面原子具有较高的活性，非常不稳定，满足一定激活条件时，就会释放出过剩自由能，粒子长大，从而也将失去纳米材料所具有的特性，使块状纳米材料的制备产生困难。而纳米晶体由于晶界数量增加，使材料的强度、密度、韧性等性能大为改善。 纳米晶体指的具有纳米尺度的晶体材料。本文将分类介绍有关纳米晶体在制备、性能、应用等方面的研究进展。 1金属纳米晶体 同传统的金属晶体相比，金属纳米晶体材料由金属纳米晶粒构成,其晶粒尺寸很小( < 100 nm) ,晶界比例很大(30% ～50% ) ,晶体的缺陷密度很高,因此它所表现出来的性能,尤其是对结构敏感的性能与粗晶材料有很大差别。 刘伟[1]等用纯度为99.8%的紫铜丝作为原料，采用自悬浮定向流技术制备出金属Cu纳米粉末，制得平均晶粒尺寸为25 nm的金属Cu纳米晶体材料，其显微硬度为1155～1190GPa,约为普通粗晶Cu材料的3～4倍,硬度随压制工艺而变化，压力增大，保压时间延长,硬度增大. 且样品硬度值受表面抛光的影响。 李才臣[2]等以工业纯铝粉为原料，采用高能球磨法制备了纯铝纳米晶体并对其硬度进行了分析，经实验发现，球磨12 小时后可得平均晶粒尺寸约34nm, 而且此时的硬度最高，可达111HV, 纯铝纳米晶的硬度随着球磨时间的延长先升高后降低，随温度的增加先升高后下降。 对于金属纳米晶体的研究不仅局限在制备方法和显微硬度方面，对于纳米晶体的生长形态和结构稳定性方面也有相关的研究。 张吉晔[3]等对Ag纳米晶体的生长形态进行了相关的研究。他们在利用电化学方法在ITO 基板上沉积出银纳米晶体，然后研究了ITO基板上的沉积电位对Ag纳米晶体生长形态的影响。如图1所示，(a)和(b)中的银纳米粒子具有良好的分散性，粒径较均匀，此时沉积电位为0.3 V 时，粒子的分布密度较小。在(c)中，晶体形貌具有显著的羽毛状形态。(d)中银纳米晶体 张小只智能机械工业网 张小只机械知识库国内高性能硬质合金取得突破性进展 我国的硬质合金工业已有了60多年的发展历史，已经算得上是硬质合金的大国。根据我国钨业协会硬质合金分会的统计数据，近三年（2012—2014）国内硬质合金的年产量为2.2—2.5万吨，占全球总产量的40%以上。而虽然硬质合金的生产量和消费量我国位居世界前列，但是就制造水平和技术水平而言，我国还相对落后，无法成为硬质合金强国。针对我国硬质合金工业发展所出现的瓶颈，国家开展了多个科研项目，建立了专门的硬质合金研发团队，历经了十余年的基础研究和技术开发工作，研发出超细纳米硬质合金规模化制造设备与工程应用系列新技术，并与过内硬质合金企业紧密合作开发出高附加值的硬质合金材料和制品，向着高端应用领域发展。 随着现代制造业的迅速发展和各种新型难加工材料的问世，对硬质合金工模具产品的质量和性能提出了越来越苛刻的要求。对WC基硬质合金而言，与传统的粗晶（通常指平均晶粒尺寸13微米）硬质合金相比，超细晶（平均晶粒尺寸200—500纳米）和纳米晶（平均晶粒尺寸200纳米以下）硬质合金具有高硬度、高强度以及优良的耐磨耐蚀性和断裂强度，是高效率、高精度的钻孔、切削、铣磨等高端加工技术领域不可或缺的重要材料。从上个世纪90年代后期到本世纪初，纳米硬质合金材料涌现出各种制备新方法。随后几年发展纳米结构、力学性能的精细表征与对比分析，再到近年来超细纳米硬质合金规模化制备与工业应用成为国际上高度重视、体现前沿竞争力的研发焦点，这期间经历了纳米硬质合金众多制备方法的更迭演变。常见的如溶胶-凝胶/共沉淀法、等离子体法等，它们主要还是限于实验室微量合成纳米WC粉末；放电等离子烧结、超高压固结等仅限于实验室制备形状简单且三维尺寸小的纳米多晶材料；喷雾转化法可以批量合成纳米WC类粉末；低压烧结可以实现高性能硬质合金的规模化生产。然而，喷雾转化法复杂的操作步骤、高的工艺成本、苛刻的控制精度，极大地限制了该技术在我国制备纳米WC类粉末的推广应用；在低压烧结硬质合金方 按照晶化机制，非晶合金纳米晶化的方法主要有：热致晶化、电致晶化、机械晶化和高压晶化。 (1) 热致晶化 热致晶化包括通常采用的等温退火法和分步退火法。等温退火法的处理过程是：快速加热使非晶样品达到预定温度，在该温度(低于常规的晶化温度)保温一定时间，然后冷却至室温，其中最关键的两个因素是退火温度和退火时间；分步退火法是在等温退火的基础上改进的一种方法，是指将非晶样品在较低温度下等温退火一定时间，然后再在较高温度下等温退火一定时间，控制好退火参数使得从非晶基体中析出尺寸在纳米范围内的晶体相。(2)电致晶化 电致晶化包括闪光退火、焦耳加热和电脉冲退火三种方式。闪光退火法是对非晶合金施加短时的强电流脉冲实现快速加热使之发生纳米晶化，这种方法可以明显减小成分对晶化后合金微结构的影响；焦耳加热法是指在非晶样品上施加较长时间的连续电流；电脉冲退火法是用高密度直流电脉冲对非晶合金进行处理使之发生纳米晶化。 (3)机械晶化 机械晶化法是利用高能球磨技术在干燥的球型装料机内，在Ar气保护下通过机械研磨过程中高速运行的硬质钢球与研磨体之间相互碰撞，对非晶粉末反复进行熔结、断裂、再熔结的过程使得非晶发生纳米晶化。该方法适应面广、成本低、产量大、工艺简单。存在的问题是研磨过程中易产生杂质、污染、氧化及应力，很难得到洁净的纳米晶体界面，对一些基础性的研究工作不利。 (4)高压晶化 高压晶化包括激波诱导和高压退火两种方式。激波诱导法是将样品置于激波管低压末端，当按一定比例配方的氢氧混合气体经点火爆炸后在低压腔内形成高温、高压、高能的激波对样品产生作用，在微秒量级的时间内，使非晶转变为晶化度很高的纳米晶态；高压退火法是指在高压下对非晶样品施加退火工艺。 磁性材料地基本特性 . 磁性材料地磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成地，在外加磁场作用下，必有相应地磁化强度或磁感应强度，它们随磁场强度地变化曲线称为磁化曲线（～或～曲线）.磁化曲线一般来说是非线性地，具有个特点：磁饱和现象及磁滞现象.即当磁场强度足够大时，磁化强度达到一个确定地饱和值，继续增大，保持不变；以及当材料地值达到饱和后，外磁场降低为零时，并不恢复为零，而是沿曲线变化.材料地工作状态相当于～曲线或～曲线上地某一点，该点常称为工作点. 文档来自于网络搜索 . 软磁材料地常用磁性能参数 饱和磁感应强度：其大小取决于材料地成分，它所对应地物理状态是材料内部地磁化矢量整齐排列. 剩余磁感应强度：是磁滞回线上地特征参数，回到时地值. 矩形比：∕ 矫顽力：是表示材料磁化难易程度地量，取决于材料地成分及缺陷（杂质、应力等）. 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应地与地比值，与器件工作状态密切相关. 初始磁导率μ、最大磁导率μ、微分磁导率μ、振幅磁导率μ、有效磁导率μ、脉冲磁导率μ. 居里温度：铁磁物质地磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度.它确定了磁性器件工作地上限温度. 文档来自于网络搜索 损耗：磁滞损耗及涡流损耗∝，ρ 降低，文档来自于网络搜索 磁滞损耗地方法是降低矫顽力；降低涡流损耗地方法是减薄磁性材料地厚度及提高材料地电阻率ρ.在自由静止空气中磁芯地损耗与磁芯地温升关系为：文档来自于网络搜索 总功率耗散（）表面积（） . 软磁材料地磁性参数与器件地电气参数之间地转换 在设计软磁器件时，首先要根据电路地要求确定器件地电压～电流特性.器件地电压～电流特性与磁芯地几何形状及磁化状态密切相关.设计者必须熟悉材料地磁化过程并拿握材料地磁性参数与器件电气参数地转换关系.设计软磁器件通常包括三个步骤：正确选用磁性材料；合理确定磁芯地几何形状及尺寸；根据磁性参数要求，模拟磁芯地工作状态得到相应地电气参数. 文档来自于网络搜索 二、软磁材料地发展及种类 . 软磁材料地发展 软磁材料在工业中地应用始于世纪末.随着电力工及电讯技术地兴起，开始使用低碳钢制造电机和变压器，在电话线路中地电感线圈地磁芯中使用了细小地铁粉、氧化铁、细铁丝等.到世纪初，研制出了硅钢片代替低碳钢，提高了变压器地效率，降低了损耗.直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位.到年代，无线电技术地兴起，促进了高导磁材料地发展，出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等.从年代到年代，是科学技术飞速发展地时期，雷达、电视广播、集成电路地发明等，对软磁材料地要求也更高，生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料.进入年代，随着电讯、自动控制、计算机等行业地发展，研制出了磁头用软磁合金，除了传统地晶态软磁合金外，又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金. 文档来自于网络搜索 . 常用软磁磁芯地种类 铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料地基本组元. 按（主要成分、磁性特点、结构特点）制品形态分类： () 粉芯类：磁粉芯，包括：铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯（）、坡莫合金粉芯（）、铁氧体磁芯文档来自于网络搜索 () 带绕铁芯：硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金 三常用软磁磁芯地特点及应用 (一) 粉芯类 . 磁粉芯 非晶合金纳米晶薄带生产建设项目 可行性研究报告 第一章项目概况 (3) 第一节基本情况 (3) 第二节项目产品描述 (3) 由上表可见，平均空载损耗降低70%?80%,其节能效果显著.5 第三节项目背景 (5) 第二章企业基本情况 (7) 第三章产品需求分析和改造的必要性 (9) 第一节项目建设的必要性 (9) 第二节市场需求分析 (10) 第四章改造的主要内容和目标 (11) 第一节厂址选择和建设条件 (11) 第二节生产规模 (13) 第三节工艺技术方案 (13) 第四节工程方案 (17) 第五节节能 (20) 第六节环境保护与劳动安全与工业卫生 (21) 第五章项目总投资、资金来源和资金构成 (25) 第六章人员培训及技术来源 (26) 第七章项目实施进度计划 (27) 第八章公司发展战略与市场营销计划 (28) 第九章项目经济效益和社会效益分析 (28) 第一节社会效益 (28) 第二节经济效益 (29) 第十章开发项目的技术经济分析 (31) 第一节风险分析 (31) 第二节风险对策 (32) 第一章概况 第一节基本情况 一、项目名称：非晶合金、纳米晶薄带生产 二、承办单位：**有限公司 三、企业性质：有限责任公司 四、企业法人： 五、项目建设地点： 第二节项目产品描述 非晶合金薄带是70年代问世的一种新型软磁材料，它采用先进的速凝固技术，把熔化的钢液以1X06C/S的冷却速度直接冷却成厚度仅为 20um—40um的金属薄带，与传统金属带材生产工艺相比，节省了五?六道工序。生产过程节能，无污染排放。由于采取了超急冷却技术，带材中原子排列组合上具有短程有序，长程无序特点的非晶合金组织。该合金具有许多独特性能特点：如优异的磁性，耐蚀性，耐磨性，高硬度，高电阻率等，被人们称为二^一世纪最新的绿色环保软磁材料。 该材料的应用范围广阔，可替代传统的硅钢，铁氧体和坡莫合金等软磁材料，用该材料作为铁芯主要用材并制造的非晶合金配电变压器，与用硅钢片作为铁芯的配电变压器比对，具有很好的节能效果。其比对效果见下表： 粉体工程课程设计 WC-Co纳米晶的制备 吉林大学 材料学院 420902班 组长：张少林 组员：曹甫、朱欢、陈恺、李梦欣 硬质合金中WC-Co纳米晶的制备 摘要本文综述了WC-Co纳米晶硬质合金的特点和发展历程、现状 及应用领域，重点介绍了WC-Co纳米晶的制备方法及工艺，提出了 一种新的WC-Co纳米晶粉末的制备方法，介绍了一些最新的科技成果，并对其发展前景作出了展望。 前言在所有的硬质合金中,碳化钨(WC) 占据着相当突出的地位,约 98 %以上的硬质合金中都含有WC ,其中50 %以上是纯的WC-Co合金[1]。纳米硬质合金是以纳米级的WC 粉末为基础原料,在添加适当粘 结剂和晶粒长大抑制剂的条件下,生产出的具有高硬度、高强度、高 韧性的硬质合金材料,其性能比常规硬质合金明显提高,广泛应用于精 加工难切削材料切削刀具、精密模具、电子行业微型钻头、矿山工 具、耐磨零件等领域[2]。在烧结硬质合金领域，相对于传统的粗晶 硬质合金，超细和纳米晶粒组织的硬质合金块体材料具有更高的硬 度、耐磨性、抗弯强度和韧性 [3]。近年来国内伴随着汽车工业、制 造业和建筑行业的大幅度发展，必将大量需求高性能的超细晶乃至 纳米晶硬质合金材料,因此WC-Co纳米晶的制备就成了关键。 WC-Co纳米晶的研究意义及应用 主要应用领域有如下几方面： 微切削加工：典型的产品是用于印刷电路板加工的微型钻头， 预计2005年微型钻头的需求数量达500x106，需要2O00吨超细合金。 2000年微型钻的平均晶粒度约为0.4μm，而2005年达到0.2μm，硬 度达2000HV30以上，而C样的抗弯强度性能达到5000MPa以上。可靠 的刃口抗崩刃性能和抗磨损性能是印刷电路板微型钻的技术关键， 只有WC晶粒度在0.4μm以下的合金才能有效的满足这种要求。 金属切削：在过去的10年～15年硬质合金切削工具市场得到了 较快的增长，主要是亚微米晶粒尺寸以下硬质合金切削工具的增长。金属切削工具主要包括钻铰孔刀具、端铣刀具、车削刀片。钻铰孔 刀具亚微米晶粒硬质合金用量占亚微米晶粒硬质合金总产量的50％，一般使用WC晶粒为0.8μm，Co含量为10％的硬质合金，这种牌号的 合金具有硬度，断裂韧性和磨损性能的良好结合，PVD涂层则对提高 合金的扩散磨损和氧化磨损能力以及刀尖的粘着磨损能力起了关键 作用。0.5μm合金在摩擦磨损失效形式为主时，可提高工具寿命50％，在其他失效形式下，工具寿命提高很少，或不会提高。当钻 头直径小到3mm以下时，特别是对于有内冷却孔的钻头，断裂强度成 为关键，采用0.5μm合金具有优势。端铣刀具的基体常使用WC晶粒 度大于0.8μm的硬质合金基体。最近的研究表明，对于精铣或半精 铣淬硬的模具钢，采用WC晶粒度小于0.5μm的硬质合金基体可显著 提高铣刀的寿命。更细晶粒硬质合金可使铣刀刃口磨得更加锋利， 且能够较长时间保持刃口的锐度。对于软钢或不锈钢的粗铣，通常 采用特殊结构的排屑槽以减小铁屑的宽度，使排屑更容易。这种特 非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用 自从1960年Duwez教授等人发明液态金属快淬技术制取Au-Si非晶合金和1966年发明Fe-P-C 非晶软磁合金以来，美国、日本、德国、前苏联和中国等相继开展了非晶合金的研究工作，并在20世纪70~80年代形成非晶合金研究开发的第一次热潮。由于非晶合金制备工艺简单独特、材料性能优异等显著优点，应用范围不断扩大，四十多年来一直是冶金和材料领域的研究热点之一。尤其在1988年日本Yashizawa教授等人在非晶化的基础上发明了纳米晶合金，从而开创了软磁材料的新纪元，大大促进了非晶材料制备设备、工艺技术的发展和材料开发应用，推动了非晶纳米晶产业的发展[1~3, 8]。 目前，利用快淬金属工艺技术制备的非晶材料已被广泛地应用于工业领域，除我们熟悉的磁性材料外，还有非晶钎焊材料、非晶催化材料、磁敏及传感器材料等；应用的材料形态有带材、丝材、粉末及薄膜等。现代科学技术的发展，也大大促进了非晶纳米晶产业的发展，不仅提高了非晶合金制带设备和工艺技术水平，使其生产设备和技术更加自动化、现代化，保证了产品的质量，提高了产品的技术含量，从而满足现代电子技术发展的需要，而且也促进了新技术新材料研究、开发、应用[1~9]。 1 国外非晶纳米晶产业概况 美国曾是世界上最大的非晶材料制造商，Honeywell公司Metglas业务部（前身为Allied Signal公司），是非晶材料制造技术的平板流技术专利所有者，年生产能力3万吨以上，实际年产1~2万吨，带材生产实现自动控制和自动卷取。2003年被日本日立金属公司收购。Honeywell公司Metglas业务部拥要两个独资工厂：美国Conway非晶金属制带厂和印度Gurgaon电子铁芯元件厂，两个合资公司：日本非晶质金属公司（NAMCO）和上海汉威非晶金属公司（SHZAM）。在美国Conway非晶金属制带厂，有年产万吨级非晶带材生产线两条，主要生产Metglas2605SA-1，最大带材宽度为250mm，配有自动在线卷取设备及年产千吨级和百吨级非晶带材生产线各一条，主要生产电子材料、钎焊材料和新材料，最大带材宽度为220 mm 和100 mm，配有自动在线卷取设备[6, 7]。 日本主要有Hitachi（日立金属公司）和Toshiba（东芝公司）。Hitachi公司是利用快淬技术在非晶化基础上制备纳米晶软磁合金材料的发明者，2003年收购了Honeywell公司的非晶金属部分（Metglas业务部），今后将是世界上最大非晶纳米晶材料生产供应商，产品包括目前所有的市售商品，尤其以铁基纳米晶(Finemet)的系列化产品占据世界非晶纳米晶领域的重要地位，它拥有一条配有自动在线卷取设备的非晶带材生产线，年生产能力达百吨，最大宽度为150 mm。Toshiba公司主要生产Co基非晶产品，带材质量和性能居世界领先地位，尤其是磁放大器类产品，在市场上占有相当地位。带材生产实现自动化，最大宽度在100 mm 左右[7]。 德国的真空熔炼公司（VAC）通过购买非晶纳米晶软磁合金专利许可证的方式获得生产许可，主要生产用于电子产品的Co基非晶和Fe基纳米晶材料，并在专利基础上研制开发出不同用途的新型合金材料。也是非晶纳米晶材料重要制造商之一。带材实现自动化生产，非晶带材最大宽度为150mm[7]。 在俄罗斯（前苏联），主要开发一些Co基非晶合金产品，近几年同韩国的由由公司合作开发应用Co基产品，虽然生产规模不太大，但设备及自动化技术水平不低。 国外非晶合金的自动化生产线如图1所示[7]。纳米晶硬质合金棒材.doc
纳米晶对CuZr基非晶合金变形行为的影响
【CN109897991A】一种高熵晶界修饰的纳米晶合金粉末及其制备方法【专利】
纳米晶体
【机械要点】国内高性能硬质合金取得突破性进展
材料非晶晶化方法
硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金
非晶合金纳米晶薄带生产建设可行性研究报告
WC-Co纳米晶的制备
非晶纳米晶合金材料的工艺技术、产业化和应用