鐵基和鈷基非晶質合金之平流鑄造法及其結晶現象

Abstract

本實驗以平流鑄造單輪法，澆鑄合金非晶質薄帶，以Ｆｅ73.5Ｓｉ13.5Ｂ9Ｎｂ□ Ｃｕ□及Ｃｏ81.47Ｆｅ4.93Ｓｉ8.81Ｂ2.92Ｎｉ1.87 為澆鑄材料在噴鑄時於坩堝 噴口的周圍噴He, O□,CO□等不同的氣氛，以代替空氣，觀察生成的薄帶其表面形 貌的改變，尤其是和冷卻輪接觸的表面，探討是否有抑制氣孔生成的作用。實驗結 果顯示在 O□及CO□的氣氛下，氣孔的生成減少很多，而且氣孔變得非常微小。對 鐵基材料而言，在CO□及 O□氣體約30kPa 的壓力下，其抑制氣孔生成的作用尤其 顯著，幾乎整個接觸表面看不到氣孔。 以示差掃描熱量計量測合金薄帶的結晶轉變放熱波峰以了解結晶轉變的溫度；在 510∼570℃之間對合金薄帶做等溫結晶的研究，藉由活化能的計算來判斷其熱隱定 性。由實驗結果得知，結晶轉變溫度鐵基在 530℃左右，鈷基在 560℃左右；所求 得的活化能鐵基為133kJ/mole，鈷基為273kJ/mole，兩種合金薄帶的活化能跟其他 合金薄帶相比，不如Ｃｏ□Ｂ20來得穩定。用X-ray 繞射儀觀察薄帶在不同溫度退 火下，結晶成長的現象，結果顯示氣氛的不同並不會影響薄帶的結晶現象。在 550 ℃退火處理，鐵基合金由非晶質轉換為晶質合金，鈷基合金必須溫度達到 560℃以 上才有繞射波峰出現。以磁滯曲線量測薄帶在不同溫度退火下之B-H 曲線；實驗結 果顯示，鐵基材料在 600℃退火處理後仍保有微小的磁滯損失，但鈷基材料在 550 ℃退火處理後，其磁滯損失已高於鐵基材料。