非晶納米晶合金具有高磁感、高磁導(dǎo)率和低損耗的優(yōu)異磁性能，而且制備工藝簡單、成本低廉，可以代替鈷基非晶合金、晶態(tài)坡莫合金和鐵氧體，被廣泛應(yīng)用于高頻變壓器、扼流器、傳感器等領(lǐng)域，具有很好的應(yīng)用前景。Fe基納米晶軟磁合金一般采用非晶晶化法獲得，其制備過程可分為兩個(gè)階段：一是通過快速凝固獲得非晶態(tài)合金；二是對(duì)非晶態(tài)前驅(qū)體進(jìn)行晶化退火形成非晶納米晶雙相結(jié)構(gòu)，同時(shí)消除快速凝固過程中產(chǎn)生的殘留內(nèi)應(yīng)力，從而減小應(yīng)力誘導(dǎo)的各向異性。非晶納米晶雙相結(jié)構(gòu)可明顯降低磁晶各向異性和飽和磁致伸縮系數(shù)，從而得到具有低矯頑力、高初始磁導(dǎo)率等優(yōu)異軟磁性能的材料。非晶納米晶的微觀結(jié)構(gòu)及物理性能與晶化退火時(shí)的熱處理參數(shù)密切相關(guān)。
?。?）退火加熱速率。加熱速率對(duì)晶粒尺寸及磁導(dǎo)率的影響比較明顯，當(dāng)退火加熱速率增加時(shí)，晶粒尺寸減小，初始磁導(dǎo)率顯著增加。例如，對(duì)于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金，當(dāng)退火加熱速率從0.5℃/min增加到260℃/min，晶粒尺寸從13.1nm減小到10.6nm，初始磁導(dǎo)率提高到3.5倍。在退火過程中，先析出Cu團(tuán)簇作為α-Fe納米晶的形核核心，Cu團(tuán)簇的密度影響到納米晶的晶粒尺寸。當(dāng)退火加熱速率較低時(shí)，先析出的Cu團(tuán)簇可能會(huì)發(fā)生聚集長大，導(dǎo)致Cu團(tuán)簇密度下降；當(dāng)退火加熱速率較高時(shí)，析出的Cu團(tuán)簇較少。因此存在某個(gè)最優(yōu)的退火加熱速率，使得所獲得Cu團(tuán)簇密度最大，從而獲得尺寸最小的納米晶。
?。?）退火溫度。在Fe基軟磁合金系統(tǒng)中，退火溫度一般為在500℃到650℃之間。
在540℃之前矯頑力隨溫度的升高而降低，在540℃以后隨溫度增加而增加。這是由于在第一晶化溫度期間(500~540℃)發(fā)生納米晶化，出現(xiàn)α-Fe(Si)，磁晶各向異性平均化，從而使矯頑力降低；在540℃以上，隨著晶粒長大，矯頑力迅速增加，導(dǎo)致軟磁性能的惡化。韌性隨退火溫度的升高也會(huì)發(fā)生顯著變化。通常，非晶態(tài)合金在低溫退火時(shí)韌性-脆性的轉(zhuǎn)變比較緩慢，但從一定退火溫度開始，樣品的脆性就急劇增大。
?。?）退火氣氛。退火時(shí)一般在惰性氣體氬氣中進(jìn)行，近年來也 研究 了氮?dú)鈿夥罩型嘶鸬那闆r。在非晶合金晶化過程中，伴隨著納米晶的出現(xiàn)，形成大量的晶界，這些晶界含有大量的Nb，由于Nb原子半徑大，因此晶界對(duì)氮的擴(kuò)散起到阻礙作用；另外，剩余非晶相也會(huì)阻礙氮元素?cái)U(kuò)散。與傳統(tǒng)退火相比，氮元素的出現(xiàn)不會(huì)影響帶材的晶化過程，還可減小晶粒尺寸。
?。?）冷卻方式及冷卻速率。退火時(shí)間較短時(shí)，提高冷卻速率可減小納米晶尺寸；但退火時(shí)間較長時(shí)，冷卻速率不能改變顆粒尺寸，可能是由于顆粒的長大在退火時(shí)已經(jīng)完成。另外，初始和最大磁導(dǎo)率隨著冷卻速率的增加而增大，這是因?yàn)楦叩睦鋮s速率使得磁晶各向異性降低，從而提高磁導(dǎo)率。
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