[發明專利]Fe-Co-Gd永磁合金薄帶及其成形方法

有效

• 申請號: 201110382982.1
• 申請日: 2011-11-27
• 公開（公告）號: CN102719734A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 姚文靜;張媛媛;王楠
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22C38/10
• 分類號: C22C38/10;B22D11/06;H01F1/053
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種Fe-Co-Gd永磁合金薄帶的成形方法，屬磁性材料的技術領域。

背景技術

未來社會海量信息的存儲要求存儲器件具有超大容量、高數據傳輸率、長壽命三大特點，磁光存儲作為一種重要的信息存儲方式，近年來密度在不斷提高。如何有效減小記錄疇的尺寸是獲得高密度磁光存儲的關鍵。磁光超分辨存儲技術(MSR)、磁疇放大磁光存儲技術(MAMMOS)、疇壁移動檢測讀出技術(DWDD)都近年來提出的無需減小激光波長或增大數值孔徑來提高存儲密度的一種方法，它們通過兩層或者多層磁光薄膜之間的交換耦合作用實現高密度、高靈敏度的磁光信息讀出。GdFeCo通常以薄膜形式作為一種和傳統介質TbFeCo薄膜性質類似的非晶磁光材料，在新型MSR技術中有重要的應用，一般都用作讀出層材料，和TbFeCo薄膜通過交換耦合作用結合。在研究過程中發現，磁光存儲的實現強烈依賴于作為讀出層的GdFeCo薄膜的性質，其成分、補償溫度等的選擇是能否實現超分辨讀出的關鍵。交換作用有三種不同類型。第一種是直接交換作用，存在于3d過渡族金屬及其合金中。這種交換作用使得鐵、鈷、鎳具有強磁性。另一方面則導致鉻為反鐵磁性(其相鄰的原子磁矩反平行)。第二種是RKKY交換作用，主要存在于稀土金屬中。它使得不同原子中4f亞電子層上的電子之間發生交換作用。第三種是間接交換作用，主要發生在離子化合物材料中，鐵氧體磁性材料中的離子磁矩之間的相對取向關系源自這種交換作用。它一般使得相鄰的離子磁矩反平行排列，但由于不同的離子磁矩大小不等，因而不能完全抵消，為亞鐵磁性。不過，鐵氧體磁性材料的飽和磁化強度都因此很低。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種Fe-Co-Gd永磁合金薄帶的成形方法，制備方法簡單，避免了復雜的多層薄膜制備工藝過程。

技術方案

本發明的基本思想是：以純銅為材質的單輥在制備薄帶過程中冷卻速率可達10⁴-10⁶K/s，遠遠超過Fe-Co-Gd合金中無序-有序轉變過程所需冷卻速率的量級，因此可以減弱和抑制有序相的生成。控制該過程中適當的液體下流量、薄膜成形線速度等條件，則可以高效的獲得所需的材料。

Fe-Co-Gd軟磁合金薄帶的成形方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將純度99.8％的鐵、99.98％的鈷塊和99.9％Gd在有高純Ar氣保護下熔配為合金，控制其中Gd的含量在20-22wt％范圍內；

步驟2：將熔配好的合金放入真空室內、底部有孔的石英試管中，抽真空1分鐘后反充入高純Ar氣至1個大氣壓；然后再抽真空1分鐘后反充入高純Ar氣至1個大氣壓；然后再抽真空1分鐘后反充入高純Ar氣至1個大氣壓；最后反充高純Ar氣至0.8個大氣壓；所述石英管底部的孔直徑范圍為0.4～0.8mm；

步驟3：采用高頻電磁方法加熱熔配合金，并使熔配合金在熔融態下保持10秒，再將Ar氣充入石英試管將熔融態樣品吹至以15～35米/秒輥面線速度旋轉的以純銅為材質的單輥輥面上制備出合金薄帶；

步驟4：將所得合金薄帶在Ar氣保護下在550℃條件下保溫0.5小時，然后隨爐冷卻至室溫下出爐。

所述的銅制單輥的直徑為120mm。

有益效果

本發明提出的Fe-Co-Gd永磁合金薄帶的成形方法，采用單輥甩帶方法成形薄膜。本方法具有過程簡單、處理方便、成形快捷的優點，其同時又具有快速凝固的特點，在薄帶成形過種中熱流通量大，因此獲得的晶向也具有一定的指向性，有利于不經過多層薄膜制備過程而獲得特定晶向，已經應用于硅鋼合金的薄帶的制備。同時該方法的快速凝固特性又具有10⁴-10⁶K/s的冷卻速率，遠遠超過Fe-Co-Gd合金中無序-有序轉變過程所需冷卻速率的量級，因此可以減弱和抑制有序相的生成。如果控制該過程中適當的液體下流量、薄膜成形線速度等條件，則可以高效的獲得所需的材料。

具體實施方式

現結合實施例對本發明作進一步描述：

Fe-Co二元合金在30-100Co(重量百分比)成分范圍內，無限互溶，是典型的軟磁合金。而稀土金屬及其化合物在一般溫度下是強順磁性物質，具有很高的磁化率。將稀土金屬Gd按照21wt％的比例與Fe52wt％，Co27wt％熔煉母合金，分別以15m/s、20m/s、25m/s、35m/s輥速甩出薄帶，獲得具有優異永磁性能的厚度為幾十微米的GdFeCo薄帶。