[發(fā)明專利]具有優(yōu)良磁性能的FeTbBSi系非晶合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910096348.4
• 申請日: 2009-02-23
• 公開（公告）號: CN101509105A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴密;陶姍;馬天宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00;C22C45/02;C22C33/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非晶態(tài)磁性材料領(lǐng)域，尤其涉及一種具有優(yōu)良磁性能的FeTbBSi系非晶合金及其制備方法。

背景技術(shù)

凝聚態(tài)物質(zhì)大致分為三類：晶態(tài)物質(zhì)、準晶態(tài)物質(zhì)和非晶態(tài)物質(zhì)。不同于傳統(tǒng)晶態(tài)材料，非晶態(tài)合金具有原子排列長程無序、短程有序的特殊微觀結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)越的物理、力學(xué)、化學(xué)及磁學(xué)性能，因而擁有廣泛的應(yīng)用前景。1960年，美國加州理工學(xué)院的Duwez教授首次采用熔體快淬法制備Au-Si非晶合金條帶，使人工合成玻璃的范圍擴大到了金屬體系。1969年陳鶴壽等采用快冷連鑄軋輥法(冷卻速度＞10⁵K/s)制備了厚30μm、寬幾毫米、長幾十米的連續(xù)非晶薄帶，為非晶合金的大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)過近幾十年來長期不懈的努力，國內(nèi)外科研工作者現(xiàn)已開發(fā)制備出Fe基、Ni基、Zr基、Cu基、Mg基、Co基、Ti基、稀土基等塊體非晶合金體系。其中Fe基非晶合金因其獨特的磁性能、較高的斷裂強度、優(yōu)異的腐蝕性能和相對低廉的價格而特別受到關(guān)注。

然而，作為一種潛在的功能材料，現(xiàn)有已開發(fā)的Fe基非晶合金體系多數(shù)不具備優(yōu)良的軟磁性能，因此，開發(fā)和研制一種兼具優(yōu)良磁性能和強非晶形成能力的Fe基非晶合金體系具有重要的工業(yè)應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有優(yōu)良磁性能的FeTbBSi系非晶合金及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段來實現(xiàn)的。

具有優(yōu)良磁性能的FeTbBSi系非晶合金的化學(xué)分子式為Fe_100-x-y-zTb_xB_ySi_z，其中x、y和z分別為Tb元素、B元素和Si元素的原子百分數(shù)，100-x-y-z為Fe元素的原子百分數(shù)，1≤x≤25，20≤y≤25，0≤z≤10。

所述的具有優(yōu)良磁性能的FeTbBSi系非晶合金的組成元素Fe、Tb、B或Si的原料純度是99.5％～99.9％。

具有優(yōu)良磁性能的FeTbBSi系非晶合金的制備方法包括如下步驟：

步驟一：將工業(yè)純金屬原料Fe、Tb、Si和FeB合金，按Fe_100-x-y-zTb_xB_ySi_z非晶合金成分以原子百分含量稱量配料，將稱得的目標成分原料放入真空感應(yīng)磁懸浮熔煉爐中，利用電磁場和渦流的作用使合金懸浮加熱并熔化，將合金反復(fù)熔煉5～8次以獲得成分均勻的Fe_100-x-y-zTb_xB_ySi_z母合金錠子；

步驟二：把步驟一獲得的Fe_100-x-y-zTb_xB_ySi_z母合金錠子去除氧化皮后破碎成小塊Fe_100-x-y-zTb_xB_ySi_z合金，并置于酒精中超聲波清洗；

步驟三：用步驟二得到的小塊Fe_100-x-y-zTb_xB_ySi_z合金裝入下端開口且尺寸為(0.3～0.7)mm×5.0mm矩形口的石英管中，抽取真空至4.0×10^-3Pa后，在甩帶爐腔體內(nèi)充入高純氬氣保護，采用高頻感應(yīng)線圈加熱使其熔化，調(diào)節(jié)電流為10～25A，感應(yīng)溫度為1000～1600℃，熔煉2～3min后用高純氬氣把熔融的合金液噴射到高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，迅速凝固并借助離心力拋離輥面，得到連續(xù)的Fe_100-x-y-zTb_xB_ySi_z合金薄帶；

步驟四：將獲得的Fe_100-x-y-zTb_xB_ySi_z合金薄帶在石英管中真空封裝后，在箱式退火爐中加熱至773～853K，升溫速率為5～10℃/min，保溫5～30min，隨爐冷卻。

所述的銅輥線速度為25～40m/s，腔體氣壓為0.05MPa，噴射壓力差為0.05～0.10MPa。