[發明專利]一種Ta摻雜的FeCo基軟磁合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201010595643.7
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102011049A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 畢曉昉;潘斯寧;朱自方;王艷艷
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C22C38/10
• 分類號: C22C38/10;C22C33/02;H01F1/147
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

技術領域

本發明屬于軟磁合金技術領域，具體涉及一種Ta摻雜的FeCo基軟磁合金及其制備方法。

背景技術

軟磁材料是指剩磁(Mr)和矯頑力(Hc)均很小的鐵磁材料。軟磁材料的特點是易磁化、易去磁，且磁滯回線較窄，常用來制作電機、變壓器、電磁鐵等電器的鐵心。

合金化粉末的制備方法通常采用機械合金化法，利用高能球磨技術，在高速轉動的球磨罐中實現混合粉末的合金化。

鐵鈷基納米晶軟磁合金與鐵基、鐵硅基的納米晶軟磁合金相比，具有居里溫度高的優點，因此它解決了鐵基、鐵硅基的納米晶軟磁合金只能在低溫下應用的限制。

鐵鈷基軟磁合金具有高磁導率、高飽和磁通、低矯頑力、低鐵損等優點，但由于其強度及韌性較低，其應用主要限制在條帶和薄膜的形式，而難于廣泛應用。而航空航天領域中常用的電機材料要求既有良好的軟磁性能，同時兼具一定的強度及硬度，以滿足其特殊的服役環境。

目前廣泛研究試用的Fe₄₃Co₄₃Si₉B₅合金，其力學性能如抗拉強度為205.3Mpa，顯微硬度HV_0.1為215.98Mpa，但是距離航空航天領域中常用電機材料的性能要求還相差很多，因此急需新的材料來替代現有材料。

目前針對提高軟磁合金的機械性能主要采取合金元素添加、制備工藝的改善等幾個方面。如參考文獻1：R.S.Sundar，S.C.Deevi，Influence?of?alloying?elements?on?the?mechanical?properties?of?FeCo-V?alloys，Intermetallics，12(2004)921-927.中R.S.Sundar中發現V和Ni元素的添加可以使得FeCo基軟磁合金在高溫時具有良好的延伸率和抗拉強度。參考文獻2：Baolong?Shen，Akihisa?Inoue，Chuntao?Chang，Superhigh?strength?and?good?soft-magnetic?properties?of(Fe，Co)-B-Si-Nb?bulk?glassy?alloys?with?high?glass-forming?ability，Appl.Phys.Lett.85(2004)4911.中Baolong?Shen通過快速凝固的方法得到大塊CoFeTaB金屬玻璃，顯著提高了其斷裂強度，但是通過快速凝固的方法制得的金屬玻璃合金存在熱穩定性差以及韌性低的缺點。參考文獻3：Ronghai?Yu，S.Basu，L.Ren，Y.Zhang，A.P.Majidi，K.M.Unruh，J.Q.Xiao，High?Temperature?Soft?Magnetic?Materials：FeCo?Alloys?and?Composites，IEEETransaction?on?Magnetics?36(2000)3388中Ronghai?Yu中采用電子束沉積的方法制備出的FeCo基軟磁復合材料取得了較高的屈服強度和抗拉強度。但是傳統的制備FeCo基軟磁合金的工藝比較復雜，因此如何提高FeCo軟磁合金的高溫使用性能以及獲得一種工藝簡單，成型能力好的制備工藝則顯得非常重要。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種Ta摻雜的FeCo基軟磁合金及其制備方法，所述的Ta摻雜的FeCo基軟磁合金通過在FeCo基軟磁合金的基礎上添加Ta元素，提高了合金的力學性能，使得Fe_43-xCo₄₃Si₉B₅Ta_x軟磁合金在航空航天電機鐵心材料上的應用領域更廣，有效地解決航空航天電機材料的應用受其力學性能限制的問題。

本發明提出的一種Ta摻雜的FeCo基軟磁合金，該合金具體為Fe_43-xCo₄₃Si₉B₅Ta_x合金，其中0＜x＜3，x優選為0.5≤x≤2，x進一步優選為0.5、1、1.5或者2。該合金基體為α-FeCo相，Ta₅B₆作為第二相彌散分布在α-FeCo基體相中，形成一種網格結構。所述的Ta₅B₆相的彌散分布抑制了α-FeCo相的晶粒長大，并且其本身作為一種第二相強化提高了合金的硬度和強度。