采用單輥旋淬技術(shù)制備Fe64Ni1Al4.5Cu0.5Ga2P9.65B9.6Si3C5.75非晶合金。對試驗(yàn)原料進(jìn)行混熔后將合金液噴射至快速旋轉(zhuǎn)銅輥表面完成甩帶，制備試樣。對試樣進(jìn)行不同的磁脈沖處理(見表1)，隨后對所有試樣進(jìn)行815KX 30min的晶化退火處理。

表1：試樣脈沖處理方案

（1）磁脈沖對鐵基非晶合金晶化組織的影響

       圖1為淬態(tài)試樣以及不同磁脈沖處理的試樣晶化后的XRD圖譜?？梢钥闯觯?jīng)過磁脈沖處理后的試樣晶化后，其析出相的種類有所增加。

圖1：晶化處理后試樣的XRD圖譜

       對比試樣A~C可知，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同時(shí)，隨著磁脈沖次數(shù)的增加析出相的種類也有所增加，并且在不同的衍射角度出現(xiàn)了不同程度的預(yù)峰。對比試樣C~E可知，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大，析出相的種類沒有變化。由此可以看出，相對于淬態(tài)試樣，經(jīng)過預(yù)處理后的試樣析出相的體積分?jǐn)?shù)增加，并且隨著磁脈沖次數(shù)和磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加，其晶化析出相的體積分?jǐn)?shù)也越大。

       各試樣的析出相種類和平均晶粒尺寸見表2。可以看出，經(jīng)過磁脈沖處理后的試樣與淬態(tài)試樣相比，其平均晶粒尺寸有所減小，說明磁脈沖處理可以使得晶化后的試樣晶粒尺寸細(xì)化。

表2：晶化后試樣平均晶粒尺寸

       由表2可以得知，隨著磁脈沖次數(shù)和磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加，α-Fe析出相的平均晶粒尺寸減小。

       試樣C~E的析出相均為α-Fe、Fe2B、FeP4、Fe3Si，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度并沒有改變析出相的種類，說明磁感應(yīng)強(qiáng)度小幅的增加為非晶合金所能提供的能量較小，不能夠形成新的原子團(tuán)簇促進(jìn)新相的生成。對比試樣A~C可知，磁脈沖次數(shù)的增加使得析出相的種類增加，但當(dāng)脈沖次數(shù)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，析出相的種類保持不變。

       分析認(rèn)為，磁脈沖處理使得原子團(tuán)簇的數(shù)量和大小有所增加，會成為合金形核的核心，在對合金進(jìn)行晶化退火處理時(shí)，隨著溫度升高，形核核心會成為晶核的起點(diǎn)開始生長，最終形成晶核。形核核心數(shù)量的增加提高了形核率，增加了晶粒數(shù)量，使得析出相的體積分?jǐn)?shù)增加，并且隨著磁脈沖次數(shù)和強(qiáng)度的增大，形核核心越多，最終析出相的體積分?jǐn)?shù)也就越大。此外，在晶粒長大過程會相互抑制，最終使合金的晶粒得到細(xì)化。

（2）磁脈沖對鐵基非晶合金磁性能的影響

圖2：晶化試樣磁滯回線

       圖2為各組晶化試樣的磁滯回線。對比試樣Z，經(jīng)過磁脈沖處理后的試樣A~E的飽和磁化強(qiáng)度有所提高，并且隨著脈沖次數(shù)和強(qiáng)度的提高而逐步增大。另外，脈沖次數(shù)的提高對飽和磁化強(qiáng)度的改變更為顯著。經(jīng)過磁脈沖處理后的剩余磁化強(qiáng)度和剩磁比均有所減小，并且隨著磁脈沖次數(shù)和強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)了明顯的遞減趨勢；經(jīng)過磁脈沖處理后矯頑力顯著減小，但隨著脈沖次數(shù)和強(qiáng)度的提高矯頑力逐步回升，說明磁脈沖處理對矯頑力的影響較為顯著。

       磁脈沖處理增大了晶化試樣析出相的種類、數(shù)量以及細(xì)化了晶粒，從而改善了試樣的軟磁性能。磁脈沖次數(shù)相比于磁感應(yīng)強(qiáng)度對飽和磁化強(qiáng)度改善作用更為明顯。脈沖次數(shù)的提高增加了析出相的種類，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的增強(qiáng)對析出相的種類沒有影響，因此，析出相種類的增加可以更多地減小飽和磁化強(qiáng)度。

       試驗(yàn)中試樣晶化后的晶粒尺寸均小于40nm，并且呈減小趨勢，晶粒尺寸和磁性能的變化關(guān)系與Herzer模型的結(jié)論相一致。磁脈沖處理可以細(xì)化晶粒，從而提高材料的軟磁性能。

       經(jīng)過磁脈沖處理后矯頑力大幅減小，磁性能提高，但是隨著磁脈沖次數(shù)和強(qiáng)度的增加，矯頑力開始增加，這對材料磁性能產(chǎn)生不利影響。晶化體積分?jǐn)?shù)的增大，晶粒數(shù)量的增多，使得其內(nèi)部的晶體缺陷增多，使磁疇的運(yùn)動(dòng)受限，矯頑力提高。矯頑力增大的幅度相對于飽和磁化強(qiáng)度減小的幅度變化更為顯著，單純地增加磁脈沖的次數(shù)和強(qiáng)度不能一直使材料軟磁性能提高，所以應(yīng)選取適當(dāng)?shù)拇琶}沖的次數(shù)和強(qiáng)度。

（1）對非晶合金進(jìn)行預(yù)處理使合金內(nèi)部的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，影響晶化過程中析出相的種類和數(shù)量、晶粒大小，最終對磁性能產(chǎn)生影響。

（2）經(jīng)過磁脈沖處理后，非晶合金內(nèi)部的原子團(tuán)簇的種類和數(shù)量有所增加。新的原子團(tuán)簇為晶化過程中新相的形成提供了形核核心，增加析出相的數(shù)量。原子團(tuán)簇?cái)?shù)量的增加，使晶化過程中擁有了更多的形核核心，增加了晶化體積分?jǐn)?shù)，與此同時(shí)使得晶粒得到細(xì)化。

（3）析出相的種類增加和晶粒細(xì)化，使得磁化強(qiáng)度有所提高，剩余磁化強(qiáng)度、剩磁比、矯頑力有所降低，材料軟磁性能得到提高。

（4）經(jīng)過磁脈沖處理，晶化后合金的矯頑力大幅減小，但隨著晶化體積分?jǐn)?shù)的提高，其內(nèi)部晶體缺陷增大，使得磁疇運(yùn)動(dòng)受阻，矯頑力有所回升，對磁性能產(chǎn)生不利影響。