铁基非晶合金g-C3N4复合粉末的制备及光催化性能研究文献综述

 2022-10-25 12:10
  1. 文献综述(或调研报告):

1.铁基非晶合金

1.1 铁基非晶合金的发展

德国学者Kramer[1][2]等人于1934年首次制成非晶态金属Sb,迈出了非晶态金属研究的第一步。之后,第一例非晶态合金由Brenner[3]等人制备出。1960年,Duwez[4]等首次利用熔体急冷法制备出了Au-Si 非晶态合金薄片,该方法成为制备多种体系非晶合金的工艺基础。有关铁基非晶合金的最早报道同样出自Duwez[5]等人,仅在几年之后,该课题组便通过熔体急冷法制备出了Fe-P-C三元非晶合金。20世纪60年代到70年代,一系列用于非晶合金生产的快速冷却工艺不断涌现。之后,包括 Fe-P-B[6]、(Fe,Co,Ni)-Si-B[7]在内的一系列具有良好软磁性能的铁基非晶合金被开发出来。到了20世纪90年代,日本A.Inoue 组通过铜模铸造技术首次获得三维尺寸达到毫米量级的 Fe-Al-Ga-P-C-B合金体系,意味着具有毫米量级形成能力的铁基非晶合金被开发出来[8]。21世纪初,铁基非晶合金的临界尺寸可达厘米级(1.2 cm),随后这一尺寸被提高到1.6 cm[9]

1.2 铁基非晶合金的性能

1.2.1 铁基非晶合金的力学性能

铁基非晶合金具有较好的力学性能,具体表现为较高的强度和硬度。这是因为与晶态合金相比,非晶合金是长程无序结构,不存在晶态合金的晶粒、晶界等结构,也无位错等晶格缺陷。铁基非晶合金的压缩断裂强度可达3500MPa,维氏硬度可达1253 kg/mm2,压缩变形的弹性模量在2%以上,具有优异的工业应用前景[10]。添加活性Zr能够使Fe-B-Si-Zr系合金的压缩断裂强度达到4167 MPa[11]。但是,块状的铁基非晶合金通常表现出非常差的延展性(lt;0.5%),这限制了它们的应用。因此,2007年K.F.Yao等人采用助熔和水淬方法制备了直径1.6 mm的Fe-Ni-P-B系棒材,其表现出5.21%的压缩塑性应变,远大于其他铁基非晶合金[12]

1.2.2 铁基非晶合金的磁学性能

铁基非晶合金表现出良好的软磁性,即高的饱和磁化强度和磁导率、低的矫顽力。例如Fe- Ga- (P, C, B, Si) 体系非晶的饱和磁化强度根据Fe含量的不同,范围在1.10-1.53 T变化,矫顽力小于3A/m,在1kHz下有效磁导率为10000-50000H/m[13]。Yoshizawa等人于20世纪80年代末发明了磁导率高达100000,饱和磁化强度为1.30 T的Fe-Si-B-Nb-Cu系铁基非晶纳米晶软磁合金,其性能优于铁氧体及其他的磁性材料[14]

铁基非晶合金还具有良好的铁磁性。这是由于其结构是长程无序、短程有序的,近邻原子间的自旋交换作用造成了原子磁矩的长程有序排列。

1.2.3 铁基非晶合金的化学性能

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