题目：合金元素与制备工艺对FeCo基软磁合金组织结构与性能的影响

随着科学技术的日益发展，磁学元器件在航空航天领域的应用日益增多，对软磁材料的性能要求日趋多样化复杂化。FeCo基软磁材料作为一种新型的软磁材料，具有较高的饱和磁化强度、高磁导率、损耗小以及居里温度高等特点，可用作航空集成发电机组定子、转子，这种应用不仅要求材料具有优异的磁学性能，同时还需具有良好的力学性能。因此，研究FeCo基软磁材料的力学性能具有重要的理论意义与应用价值。本课题采用粉末冶金法制备FeCoZrB合金和FeCoZrBM（M=Mo、Ta、Si、Cu）合金，通过化学成分的优化实验，研究了合金元素的种类以及含量对材料的微观结构和性能的影响；研究了不同的烧结温度对合金的结构、力学性能以及软磁性能的影响；获得了材料微观组织结构对性能的影响规律，在此基础上分析讨论了固溶强化和弥散强化的微观机理。对制备的FeCoZrB合金结构分析表明，该合金主要包括FeCo、ZrB2和Co2Zr3相；添加Si、Cu元素未在合金内析出新相，而添加Mo元素导致ZrCo3B2相析出，添加Ta元素后不仅存在ZrCo3B2相，且有TaB相析出；进一步研究发现上述析出相对合金性能影响较大。针对FeCo基合金进行了成分优化实验研究，结果表明，添加合金元素后显微硬度和抗压强度均得到显著提高，而软磁性能有不同的变化规律。当合金含有2.0 at.%的Cu，且在1150℃烧结条件下，显微硬度增加至333.5HV0.05，抗压强度增加至727.5MPa，同时矫顽力减小为22.3Oe，添加Si元素时也发现同样规律。当含有1.0 at.%的Ta，在1150℃烧结条件下，力学性能得到大幅提高，显微硬度从211.5HV0.05增加至505.4 HV0.05，抗压强度从577.4MPa增加至1068.4MPa，主要是由于固溶强化与弥散强化共同作用所致；但是由于ZrCo3B2相析出，对畴壁移动产生钉扎作用，使矫顽力略有增大。进一步对烧结工艺的影响研究发现，在添加各种元素的合金中，显微硬度和抗压强度随着烧结温度的升高均有不同程度的增加，在1150℃时硬度和强度较高。除添加Ta以外，烧结温度的升高同时有效地降低矫顽力；而添加Ta元素后在高温烧结时析出ZrB2相，使其矫顽力随着烧结温度的升高略有增大。