磁电复合线材磁热效应的计算与分析.pdf

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1998.01.016 第20卷第1期北京科技大学学报 Vol.20 No.I 1998年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.1998 磁电复合线材磁热效应的计算与分析高小玫周寿增张茂才高学绪乔神王润北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要推导并分析了磁与电复合的线材（柱、管、片状）样品的磁热功率P的表达式.涡流功率可分解为与磁、电特性和样品尺寸相关，以及与磁、电复合结构（因子平）和样品形状（因子）相关的两大部分，分析表明导体层厚度越薄，导体对样品磁热的贡献越大Ψ的最大值为0.5，关键词磁电复合线；磁热效应；形状因子：结构因子分类号TG132.2 在稍低于居里温度(T)时，在交变场中磁化状态变化引起的磁热效应有着它潜在的应用价值.如：用于医学上实现一些医疗控制；高压输电线利用覆于电线表面的铁磁材料产生的磁热效应可防覆冰~.目前研究磁热材料还处在起步阶段，理论和实验方面的基础研究工作报导很少.防覆冰应用要求有较大的磁热效应，一般采用磁体外覆良导体的磁电复合线材结构，但是对磁与电（导体）材料的复合（以下简称磁电复合）结构，如磁芯的尺寸、导体层的厚度如何影响磁热效应，缺乏较深入和细致的理论分析.本文针对防覆冰应用，推导出磁热复合线材在工频、低场(2.4~6.4kAWm)下的磁热功率（发热量）表达式，分析了影响磁热功率的各种因素.它对磁电复合线材磁电复合结构的研究有着重要的意义， 1磁电复合线材发热量的计算磁电复合发热线是以铁磁性材料作内芯（磁芯）、其表面覆良导体材料（导体层）所制成的线材.所计算的发热量，是指发热线在垂直于其横截面的均匀交变弱磁场(H=HcOsωt)中，由于磁芯感应出的强磁性(B=Bcos(ωt一d))而产生的三部分热量：1)磁芯产生的磁滞热 P;2)磁芯产生的涡流热Pm;3)导体层产生的涡流热P。磁滞热功率P与样品形状无关.设磁芯静态磁滞回线面积为S,交变场频率为6磁芯材料密度为d,单位质量的磁滞热功率P,则 Pa=S·f1dm (1) 1.1柱（管）状磁电复合样品设柱状磁电复合样品长度为1，它由半径为α的铁磁芯、外敷厚度为b的良导体层组成.有2种情况：一种为实心柱状（简称柱状样品），一种为空心管状（内径为a,外径为a,简称管状样品)，见图1.因为导体层质量在整个复合样品中所占的比例很小，所以取磁芯的密度d近似表示样品的密度，根据电磁感应定律，并按图2所示的样品截面及单位积分回路进行计算，推导出单位质量的涡流磁热功率表达式： 1997-11-04收稿高小玫女，35岁，博士周寿增男，62岁，教授.博导国家自然科学基金资助课题

第2 0卷 1 9 9 8年第 1期 2月北京科技大学学报 JO u r n a l o f U n i v e r s i t y o f Sc i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g V o l 一 2 0 N o . l F e b . 1 9 9 8 _ _ … ` . ` 二 “ 。 . . - … ` . ~ ~ . ` 。 . _ * 磁电复合线材磁热效应的计算与分析高小玫周寿增张茂才高学绪乔伟王润北京科技大学材料科学与工程学院 . 北京 10 0 0 8 3 摘要推导并分析了磁与电复合的线材 (柱、管、片状 )样品的磁热功率尸的表达式 . 涡流功率可分解为与磁、电特性和样品尺寸相关 , 以及与磁、电复合结构 ( 因子里 )和样品形状 ( 因子 , )相关的两大部分 . 分析表明导体层厚度越薄 , 导体对样品磁热的贡献越大 . 尹的最大值为 0 . 5 . 关健词磁电复合线 ; 磁热效应; 形状因子 ; 结构因子分类号 T G 1 3 2 . 2 在稍低于居里温度 (兀) 时 , 在交变场中磁化状态变化引起的磁热效应有着它潜在的应用价值 . 如 : 用于医学上实现一些医疗控制 ; 高压输电线利用覆于电线表面的铁磁材料产生的磁热效应可防搜冰 1 一 4] . 目前研究磁热材料还处在起步阶段 , 理论和实验方面的基础研究工作报导很少 . 防覆冰应用要求有较大的磁热效应 , 一般采用磁体外覆良导体的磁电复合线材结构 . 但是对磁与电 (导体)材料的复合 (以下简称磁电复合)结构 , 如磁芯的尺寸、导体层的厚度如何影响磁热效应 , 缺乏较深人和细致的理论分析 . 本文针对防覆冰应用 , 推导出磁热复合线材在工频、低场 ( .2 4 一 .6 4 ik 叼m ) 下的磁热功率 (发热量 ) 表达式 , 分析了影响磁热功率的各种因素 . 它对磁电复合线材磁电复合结构的研究有着重要的意义 . 1 磁电复合线材发热量的计算磁电复合发热线是以铁磁性材料作内芯 (磁芯 ) 、其表面覆良导体材料 (导体层 ) 所制成的线材 . 所计算的发热量 , 是指发热线在垂直于其横截面的均匀交变弱磁场 ( H , 牙 I` 05 0 0 中 , 由于磁芯感应出的强磁性 ( 云二凡c os (叫一 6) ) 而产生的三部分热量 : l ) 磁芯产生的磁滞热件 2) 磁芯产生的涡流热 mP ; 3) 导体层产生的涡流热 eP . 磁滞热功率尺与样品形状无关 . 设磁芯静态磁滞回线面积为 S, 交变场频率为不磁芯材料密度为 dm , 单位质量的磁滞热功率凡 , 则尺 = .5 f/ dm ( l) 1 . 1 柱 (管 )状磁电复合样品设柱状磁电复合样品长度为 l , 它由半径为 a 的铁磁芯、外敷厚度为 b 的良导体层组成 . 有 2 种情况 : 一种为实心柱状 (简称柱状样品 ) , 一种为空心管状 (内径为。 , , 外径为 a Z , 简称管状样品 ) , 见图 1 . 因为导体层质量在整个复合样品中所占的比例很小 , 所以取磁芯的密度 dm 近似表示样品的密度 . 根据电磁感应定律 , 并按图 2 所示的样品截面及单位积分回路进行计算 , 推导出单位质量的涡流磁热功率表达式 : 19 97 。 1 一4 收稿高小玫女 . 35 岁 , 博士周寿增男 , 62 岁 , 教授 , 博导国家自然科学基金资助课题 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1998. 01. 016

·74· 北京科技大学学报 1998年第1期 Ing+b =S·f,.2+.a9 P= dn 4pmdm Pedm (8) a+b az 0b2+2a,b (9) dm 4pmd Sf,fB民.话f民. 华 ,4+5+2b P=d+2pd7+2pd`b4+6+) (10) 4+5 以上各式中各参数的单位为：B为(T);S为(J/m);f为(Hz);a,a,a2,b,,2为(m)；d为 (kgm)p为(Q·m),P为(Wkg). 2对磁热功率的分析分析式(2)~式(7)，发现各种形状样品的磁热功率都可以分解为和磁层与电层的性能 (Bp)、尺寸参数(a,,)相关以及与磁、电层厚度、形状相关的两大部分.6个公式的磁层与电层尺寸部分有着相同的表达形式（πf5)/(d)(对柱状截面4=5=a),在频率一定的情况下，磁芯的B和截面积越大、磁芯密度dm和材料电阻率越小，磁电尺寸部分就对总磁热的贡献越大.下面分析磁电复合结构和形状对磁热功率的影响， 2.1结构因子和形状因子对柱状、管状和片状样品的导体涡流功率公式分别用k=ba,eb/a,和k=2b/(t,+t,) 作变换，可以将式(3)，(5)和(7)3式分别表示为： Pt=πf2武a2.平1p.dm (11) Pw=fRa.Ψ1pdn (12) P片=πf武5·n。·平1pdn (13) 其中：平=ln(1+)/2+;n.=44/(G+t)2 (14) k表征了导体层的相对厚度；平是与磁、电层复合结构有关的系数，称其为结构因子，它是导体层相对厚度k的函数；？，是与样品形状有关的系数，因为它表达的是形状对导体层磁热效应的贡献，所以称其为导体形状因子.Y和都是量纲为一的系数.磁芯的磁热功率，只有形状的贡献，由式(2)，(4)，(6)可得磁芯形状因子：刀m柱=刃m管=1nm片={5/2(G+) (15) 2.2导体层厚度对磁热效应的影响一般认为k应该有一个最佳值，使得平最大，从而导体层对总磁热的贡献最大.但从式 (14)平与k的关系见图4，平随k是单调变化的，平的极值 0.6 在k趋近于0处，即随k的增大，平只会减小.这意味着从理论上讲，导体层相对厚度并非越大越好，也没有厚度 0.4 的最佳值.就是说导体层对磁热贡献的关键在于有与无 0.2 之别：只要存在导体层，就产生导体的祸流效应，且导体 0 层越薄对磁热的贡献越大.计算表明，当寻体层厚度是 0 10 磁芯半径的5倍时，Y已接近零，不再有涡流效应.k在 k 图4导体层厚度相对系数k与平的关系

北京科技大学学报 19 9 8年第 l期几二万 ~ “ m f 一 7T 沪黑 + 不二可 ’ a Z + 二丫吸 P c md a + b 1爹 se 一一一 a b Z + Z a b ( 8) 几 = S · f = — + 心 S · f md + 二丫吸不二可 ’ ( a 三+ “ 不) + Tt 沪黑 P e md 1 1含竺一 4 再沐 ( 9 ) 凡二 . 丫风《瓦忑 . 不又 + 以上各式中各参数的单位为 : 凡为 ()T ( k创m 3 ) ; p为 (Q · m ) , p 为 (w 瓜g ) . tT 了 ,吸 , l 2t p o dm b ( t : + 几+ b ) ; S 为佃 m , ) ; f 为 (比 ) l扩二竺三全 t : + 2t a , a l , a Z , b , r , , 几为 ( m ) ( 10 ) ; d 为 2 对磁热功率的分析分析式 ( 2) ~ 式 ( 7) , 发现各种形状样品的磁热功率都可以分解为和磁层与电层的性能 (凡 , 川、尺寸参数 a( , t : , tz) 相关以及与磁、电层厚度、形状相关的两大部分 . 6 个公式的磁层与电层尺寸部分有着相同的表达形式 ( 二了 2嵘 t . tz) / c(r dm ) (对柱状截面 t一几= a) , 在频率一定的情况下 , 磁芯的气和截面积越大、磁芯密度 d 。和材料电阻黝越小 , 磁电尺寸部分就对总磁热的贡献越大 . 下面分析磁电复合结构和形状对磁热功率的影响 . 2 . 1 结构因子和形状因子对柱状、管状和片状样品的导体涡流功率公式分别用 k = ba/ , 卜 b a/ 2 和 k 二 Zb/ (t 1 + t Z ) 作变换 , 可以将式 ( 3 ) , ( 5) 和 ( 7) 3 式分别表示为 : 尺。 = 二了 2风 a Z · 平 / p ` dm ( 1 1) 尺, = 二犷 2嵘 a ; · 萝 / cP dm (l 2) 尺片 = 二了 ,吸 , l tZ · , 。 · 梦 / p C dm ( 13 ) 其中 : 梦 = l (n l + k) / k( 2 + k) ; 。。 = 4 r l t , / ( r , + 几) , ( 14 ) k 表征了导体层的相对厚度 ; 梦是与磁、电层复合结构有关的系数 , 称其为结构因子 , 它是导体层相对厚度 k 的函数; 刀。是与样品形状有关的系数 , 因为它表达的是形状对导体层磁热效应的贡献 , 所以称其为导体形状因子 . 萝和刀都是量纲为一的系数 . 磁芯的磁热功率 , 只有形状的贡献 , 由式 ( 2) , (4) , ( 6) 可得磁芯形状因子 : 粉m 。 = 刀m , = l ; 粉m 片 = `.几 / 2 (叮 + 咭) ( 15 ) 2 . 2 导体层厚度对磁热效应的影响一般认为 k 应该有一个最佳值 , 使得梦最大 , 从而导体层对总磁热的贡献最大 . 但从式 ( 14 ) 萝与 k 的关系见图 4 , 梦随 k 是单调变化的 , 萝的极值在 k 趋近于 0 处 , 即随 k 的增大 , 平只会减小 . 这意味着从理论上讲 , 导体层相对厚度并非越大越好 , 也没有厚度的最佳值 . 就是说导体层对磁热贡献的关键在于有与无之别 : 只要存在导体层 , 就产生导体的涡流效应 , 且导体层越薄对磁热的贡献越大 . 计算表明 , 当导体层厚度是忿卜磁芯半径的 5 倍时 , 甲已接近零 , 不再有涡流效应 . k 在 _ . 口J 4 狡一导体层厚度相对系数k与犷的关系

Vol.20 No.I 高小玫等：磁电复合线材热效应的计算与分析 ·75· 0.001~0.1范围变化，Y的变化为，里o1≈0.5，平≈0.45.因此可以认为若磁芯半径为1mm, 导体厚度在1~100μm范围时，所产生的磁热变化不大，在实际应用中，还应该考虑导体表面因环境的作用而发生的变化.如铝是自然钝化趋势非常大的元素，它在空气中的钝化膜层有时可厚达200~300μm,已具有明显的欧姆电阻因此导体层的厚度不能只强调薄，具体应用时应计人可能产生的纯化膜影响. 2.3形状的影响从式(14)和式(15)可看出，片状样品的磁热功率还受片厚度的影响，它反映在)上，可由该式计算.设t=3mm,n随厚度t,的变化如图5所示. 从图5可以很明显地看出n有极大值.磁芯的nm和导体的n都落在；，=马，=3mm上.这证明了正方形截面的形状对磁热效应的贡献最大.从图5a,b的数值上看，nm=l, 7m=1/4,又一次说明导体部分比磁芯部分对磁热的贡献大. 0.3a b 0.2 黑 0.5 0.1 0 5 10 0 6 8 f/mm t/mm 图5形状因子n随片状样品厚度的变化.(a)磁芯()：(b)导体(7) 柱状和管状样品，尽管都是圆柱状，其磁热功率（特别是磁芯的祸流效应）的表达式却有着明显区别.从式(2)和式(4)比较发现，在相同外径尺寸下，柱状样品，磁芯的祸流功率与尺寸相关的系数是a,而管状样品此系数为(a+a).这意味着在磁热线尺寸限定（比如同为a,) 的情况下，空心的管状样品要比实心的柱状样品的磁热效应多出一部分，它恰等于以α，为半径的实心柱体样品产生的磁芯祸流功率，这和片状样品的磁芯层厚减小，磁热效应减弱的结果相反，这一特点在磁芯材料的电阻率很小时将十分有意义，选管状截面的磁热线可得到更大的磁热效应，结论 3 ()磁电复合样品的磁热效应既与磁、电特性有关，还与样品形状和磁电复合结构有关， (2)理论分析表明，样品截面为圆形或正方形时的磁热效应最大；而选空心的管状样品比实心的柱状样品能获得更大的磁芯涡流功率P· (3)计算表明，增加导体层厚度并不能提高样品磁热效应，相反导体层薄些磁热更大，在相对厚度k<0.1时所产生的磁热变化不大，磁电复合的结构因子平的最大值是0.5. (4)片状样品的形状因子最大值磁芯的nmu只有导体nmm的1/4，所以对片状样品来讲导体层是磁热效应的主要贡献者

v lo .2 0 Nb . 1 高小玫等 : 磁电复合线材热效应的计算与分析 . 57 . .0 0 1一 0 . 1 范围变化 , 平的变化为 , 萝o0 : 、 0 . 5 , 萝。 . , 七 .0 45 . 因此可以认为若磁芯半径为 1 ~ , 导体厚度在 1 一 10 卜m 范围时 , 所产生的磁热变化不大 . 在实际应用中 , 还应该考虑导体表面因环境的作用而发生的变化 . 如铝是自然钝化趋势非常大的元素 , 它在空气中的钝化膜层有时可厚达 2 0 一 3 0 “ ml s] , 已具有明显的欧姆电阻 . 因此导体层的厚度不能只强调薄 , 具体应用时应计人可能产生的钝化膜影响 . 2 . 3 形状的影响从式 ( 14) 和式 ( 15) 可看出 , 片状样品的磁热功率还受片厚度的影响 , 它反映在粉上 , 可由该式计算 · 设 t : = 3 ~ , 刀随厚度 t Z的变化如图 5 所示 . 从图 5 可以很明显地看出刀有极大值 . 磁芯的% 和导体的叭都落在几= t , = 3 ~ 上 . 这证明了正方形截面的形状对磁热效应的贡献最大 . 从图 a5 , b 的数值上看 , , 。 ~ = l , 粉 _ = l4/ , 又一次说明导体部分比磁芯部分对磁热的贡献大 . .0 3而霉厂一 1 1 1 习 ~ 习 ~ 图 5 形状因子叮随片状样品厚度赶的变化 . a( )磁芯 (` 》 ( `得体伪J 柱状和管状样品 , 尽管都是圆柱状 , 其磁热功率 (特别是磁芯的涡流效应 ) 的表达式却有着明显区别 . 从式 (2) 和式 ( 4) 比较发现 , 在相同外径尺寸下 , 柱状样品 , 磁芯的涡流功率与尺寸相关的系数是 a Z , 而管状样品此系数为 (可+ 嘴) . 这意味着在磁热线尺寸限定 (比如同为气 ) 的情况下 , 空心的管状样品要比实心的柱状样品的磁热效应多出一部分 , 它恰等于以。 ,为半径的实心柱体样品产生的磁芯涡流功率 . 这和片状样品的磁芯层厚减小 , 磁热效应减弱的结果相反 . 这一特点在磁芯材料的电阻率很小时将十分有意义 , 选管状截面的磁热线可得到更大的磁热效应 . 3 结论 ( l) 磁电复合样品的磁热效应既与磁、电特性有关 , 还与样品形状和磁电复合结构有关 . (2 )理论分析表明 , 样品截面为圆形或正方形时的磁热效应最大 ; 而选空心的管状样品比实心的柱状样品能获得更大的磁芯涡流功率 mP . (3) 计算表明 , 增加导体层厚度并不能提高样品磁热效应 , 相反导体层薄些磁热更大 . 在相对厚度 k < 0 . 1 时所产生的磁热变化不大 , 磁电复合的结构因子梦的最大值是 0 . 5 . (4) 片状样品的形状因子最大值磁芯的粉 e ~ 只有导体刀 ~ 的 l 4/ , 所以对片状样品来讲导体层是磁热效应的主要贡献者

·76· 北京科技大学学报 1998年第1期参考文献 I Fujikura Limited.Magnetic Wire.GB,UK Patent Application,2126 409 A.1984-05-21 2住友電氣工装株式會杜.雅着冰雪用部品.JP,公開特許公報(A),昭59一144314.19848-18 3住友重氟工業株式會社.難着雪電線.JP,公開特許公報(A),平1一95407.1989-0413 4住友電氣工業株式會杜.雅着雪電線.JP,公阴特許公報(A),平2一7304.1990-01-11 5魏宝明主编.金属腐蚀理论及应用.北京：化学工业出版社，1984.130 Calculation and Analysis of Magneto-calorific Power for Composite Wire of Magnetic Core with Conductive Layer Gao Xiaomei Zhou Shouzeng Zhang Maocai Wang Run Material Science and Engineering School,UST Beijing,Beijing 10083,China ABSTRACT The representations of magneto-calorific power P for composite wire of magnetic core with conductive layer in various shapes (columnar,tubular and sheet)are derived.The results showed that the eddy calorific power can be divided into two parts. One is relative to magnetism,electricity and the size of sample,another is relative to the adapted structure of magnetic core and conductive layer (structure factor),and to sample shape (shape factor n).The analysis indicates that the thinner the covered conductive layer is,the greater the calorific power generated by the conductor gets. KEY WORDS composite wire of magnetic core with conductive layer;magneto-calorific effect;structure factor;shape factor 舟舟舟舟守舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟☆舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟舟中中舟舟舟舟舟☆舟 (上接71页) Microstructure and Magnetic Properties of Nanocomposite Pr,Fe,B/a-Fe Hard Magnetic Alloys by Dy and Nb Substitutions Wang Zuocheng Zhou Shouzeng Qiao Yi Zhang Maocai Gao Xuexu Zhao Qing Wang Run State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials.Materials Sciences and Engineering School,Beijing 100083.China ABSTRACT The effects of Dy and Nb substitution on the formation,microstructrure and magnetic properties of Pr,FeB/a-Fe nanocomposites have been investigated.It was found that for Pr,FesB ribbons,the metastable Pr,FeB,phase occurs after the initial crys. tallization of a-Fe and prior to the formation of the finial mixture of Pr,FeB and a -Fe.However,no metastable phase was observed during the crystallization of Dy or both Dy and Nb substituted ribbons.The addition of both Dy and Nb can cause the significant improvement of the magnetic properties. KEY WORDS Dy and Nb substitutions;nanocomposite magnets;remanence enhancement

7 6 北京科技大学学报 19 9 8年第 l期参考文献 uFj i k aur iL m i et d . M ag en it e Wi er . G B , U K aP et n t A PPl i c a it o n , 2 1 2 6 4 0 9 A . 19 8 4 一 0 5 一 2 1 住友奄氧工案株式食社 . 雌着冰雪用部品 . JP , 公阴特爵公报 (A ) , 昭 59 一 14 4 3 1 4 . 1 9 8 4 一 8 一 18 住友奄氟工集株式曹社 . 雌着雪霓腺 . PJ , 公阴特爵公报 (A ) , 平 1一9 5 4 0 7 . 1 9 8 9 一 0 4 一 13 住友霓氧工桨株式含社 . 摊着雪霓腺 . -PJ , 公阴特爵公报 (A ) , 平 2一 7 3 04 . 19 9 0 一 0 1 一 1 魏宝明主编 . 金属腐蚀理论及应用 . 北京 : 化学工业出版社 , 1 984 . 1 30 C a l c u l a ti o n a n d A n a ly s i s o f M a g n e t o 一 c a l o r iif c P o w e r of r C o m P o s it e W i r e o f M a g n e t i e C o r e w it h C o n d u e t i v e L ay e r G a o 石a o m e i 乃 o u 肠 o u ze n g 及 a n g 几匆 o e a i Wa n g 彻 n M a t e n al S c i e cn e an d E n g i n e e ir n g S e h o l , U S T B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 8 3 , C h i n a A B S T R A C T hT e re Pre s e n ta it o n s o f m a g n e -to e a l o ir if e po w e r P fo r e om po s ite w ire o f m ag ne it e e o re w i ht c o n d uc it v e l ay e r i n v a ir o u s s h a pe s ( e o l tn n a r , ut b u l a r an d s he e )t aer d e ir v e d . T h e er s ul st s h o w e d ht a t ht e e d d y c al o ir if e po w e r e a n be d i v i d e d i n ot wt o P a 川` . O l l e 1 5 er l iat v e ot m ag ne it sm , e l e e itr e i yt an d ht e s i z e o f s am Pl e , an o het r 1 5 er l iat v e ot ht e ad ap et d s tr u c t u er o f m ag n e it e e o er an d e o n d cu it v e l a y e r ( s utr c ut er acf ot r平 ) , a n d ot s am P l e s h a pe ( s h a pe afC ot r 珍) . hT e an al y s i s i n d i e a et s ht a t ht e 而 n n e r ht e c o v e er d e o n d u e it v e l ay e r 1 5 , ht e g er aet r ht e e al o ir if e P o w e r g e n e ar et d 勿 ht e e o n d cu ot r g e st . K E Y W O R D S e o m P o s i et w i er o f m a g n e it c c o er w iht e o n d cu it v e l a y e r ; m a g n e ot 一 c a l o ir if c e fe e 仁s t r u c ut er afC ot r ; s h a pe acf ot r 有安安衡有有有有有有衡有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有有 (上接 7 1 页 ) M i e r o s t ur e ut r e p r Z F e l 4B / a 一 F e 环a n g a n d M a g n e t i e P r o P e rt i e s o f N a n o e o m P o s it e H ar d M a g n e t i e A ll o y s b y D y a n d N b S u b s ti ut ti o n s 及 o e h e n g 及 o u G a o J 豹理e 刀碑肠 o u 韶n g Qia o K 助 a n g 人匆 o e a i 乃 a o Qin g 肠 n g 撇 n S t a t e 众y 肠bo m t o yr fo r A d v acn e d M e 囚 5 an d M a et ir al s , Mate ir al s S e i e cn e s an d E n g i n e e ir n g S c h o o l , B e ij i n g 100 0 8 3 , C hi n a A B S T R A C T hT e e fe e ts o f 切 a n d 卜七 s u b s it tu it o n o n ht e fo rm a it o n , 而 e r o s tur c utr er an d m昭 n e it c p or 详 in e s o f p rZ eF l 4 B / a 一 eF n a n co o m oP s i et s h a v e be e n i n v e s it g a et d . It w as fo un d ht at fo r p gr eF s s B 6 ir b b o n s , ht e m e ast abt l e p 乓eF 2 3 B 3 p h as e co c u sr a fet r ht e iin it al c 卿 s · alt li z a it o n o f 。一 eF a n d p ir o r ot ht e fo mr a it o n o f ht e if n i a l m i x ut er o f rzP eF l 4 B a n d a 一 eF . H o w e v e r , n o m e ast at b l e P h as e w as o be e vr e d d u ir n g ht e c yr s alt li z a it o n o f 切 o r bo ht 切 an d N b s u b s it ut et d ir b b o n s . hT e ad d iit o n o f b o ht 切 a n d N b e an e au s e ht e 5 19 面if e an t im Por v e m e n t o f ht e m ag n e it e P or pe irt e s . K E Y W O R D S 切 an d N b s u b s it t u it o n s ; n a n co o m P o s i et m a g n e st ; er m a n e n e e e hn a n e e m e n t