过冷液相区退火调控Ni-Fe-B-Si-P非晶态合金的微观结构与电学性能

发布日期：2025-07-14 浏览次数：2466

非晶态合金因其独特的长程无序结构与优异的物理性能使其成为材料物理领域的研究热点。然而其在热作用影响下的复杂微观结构演变与电子输运机制仍有待深入研究。

日前，重庆师范大学物理与电子工程学院余鹏、李冬梅等人以Ni-Fe-B-Si-P非晶合金为研究对象, 系统分析了退火温度对合金短程有序度、自由体积分布、电阻率及载流子迁移率等性能的影响，结合多种结构及性能表征方法, 揭示了退火过程中非晶合金微观结构的演化规律及其对电子输运性能的调控机制。相关研究成果以“过冷液相区退火调控Ni-Fe-B-Si-P非晶态合金的微观结构与电学性能”为题在《物理学报》上发表。

研究人员通过熔体甩带法制备了Ni40Fe35B15Si7P3和Ni50Fe25B15Si7P3非晶合金带材，并在过冷液相区内不同温度下进行退火处理。结果表明，过冷液相区内的退火使合金的短程有序度增强，自由体积减小，原子排列更致密化，退火后合金的局部类晶体团簇体积分数增至26%~34%。同时，过冷液相区退火诱发的散射中心增大及内应力释放，使合金的电阻率升高，其中Ni40Fe35B15Si7P3合金电阻率从131.8μΩ·cm增至217.0μΩ·cm，增大了64.6%。在外加磁场下，洛伦兹力引起的电子轨迹偏转与磁致伸缩效应使合金的电阻率进一步升高。此外，热激活会释放束缚电子且增强其散射效应，使合金的载流子浓度上升，迁移率下降。本研究表明退火可以调控非晶合金的短程有序度及自由体积分布，进而影响其电输运性能，为设计高性能非晶合金电子器件提供了实验依据。

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