[發明專利]納米晶軟磁合金材料及制備方法

在審

• 申請號: 201611010107.X
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106782983A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 俞虹
• 申請（專利權）人: 俞虹
• 主分類號: H01F1/153
• 分類號: H01F1/153;H01F1/20;C22C30/02;C22C19/07;C22C38/10;C22C38/16;C22C38/32;C22C38/00;C22C38/12
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技術領域

本發明屬于磁性功能材料技術領域，特別是指一種納米晶軟磁合金材料及制備方法。

背景技術

軟磁材料由于矯頑力小，容易磁化和退磁被廣泛應用于導磁材料領域，如電腦、手機、平面顯示技術等方面，及各種磁放大器、濾波線圈、變頻電感器、變頻變壓器、逆變電源、貯能電感等器件中。

目前的軟磁材料主要為鐵氧體軟磁材料，其居里溫度低，當溫度在100℃以上時飽和磁感強度下降明顯，因此其使用溫度范圍受到限制；再者其飽和磁感強度低，限制了其在小型化及平面化的推廣。

納米晶軟磁材料，因其結構的特殊性使之具備高的磁導率，高飽和磁化強度和低矯頑力等性能得到普遍關注。現實際應用的納米晶軟磁合金材料通常是通過非晶晶化法制備的，其形狀和尺寸受到極大限制，要獲得大塊的納米晶軟磁材料必須對非晶合金粉碎后燒結。但通常燒結溫度高，時間長，得到的晶粒長，導致軟磁合金性能不佳。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠實現晶粒小，并具備高飽和磁化強度和高居里溫度的納米晶材料及制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

納米晶軟磁合金材料，其組成以各組成元素的總原子量計，各組成成份的原子組成百分含量比為：43-43.5％的鐵，43-43.5％的鈷，0.8-1.2％的銅，6.5-7.5％的硼，1-3％的鍺，4-5％的X；所述的X包括有鈮，釤和釓。

所述鐵和鈷按原子組成百分含量比為1∶1。

所述鈮，釤和釓按原子組成百分含量比為2.5∶1.5∶1。

納米晶軟磁合金材料的制備方法，包括如下步驟：

1)、制備鐵-X中間合金，在鐵-X中間合金中，X占中間合金的重量百分比為15％；

2)、將鐵，鈷，銅，鍺，硼及步驟1)的中間合金按原子百分比配料，在電弧加熱爐1000-1300℃下經熔煉冷卻制得合金錠；

3)、將步驟2)制得的合金錠經切割后制得非晶薄帶，并將該薄帶經250-450℃，時間為1-2小時熱處理后粉碎，粉碎粒徑為20-40nm；

4)將步驟3)粉碎后的粉末放入模具，在50-55MPa，750-780℃下燒結8-8.5分鐘。

本發明的有益效果是：

通過本技術方案，晶體粒徑小于70nm，有較高的居里溫度580-680℃之間，較高的飽和磁化強度1.70-1.95T之間。

具體實施方式

以下通過具體實施例來詳細描述本發明的技術方案。

實施例1

計算所需組成元素的量，選用純度在99.5-99.9％左右的鐵，鈷，銅，鍺，硼，將X同鐵按X占X同鐵重量百分比為15％的標準制得中間合金，所述中間合金加工成塊狀；選用原子組成百分比為：43％的鐵，43％的鈷，0.8％的銅，6.5％的硼，1％的鍺，4％的X；所述的X包括有鈮，釤和釓；所述鈮，釤和釓按原子組成百分含量比為2.5∶1.5∶1；所述鐵和鈷按原子組成百分含量比為1∶1。將鐵，鈷，銅，硼及中間合金按原子百分比配料，在電弧加熱爐1000-1300℃下經熔煉冷卻制得合金錠；將制得的合金錠經切割后制得非晶薄帶，并將該薄帶經450℃，時間為2小時熱處理后粉碎，粉碎粒徑為20-40nm；將粉碎后的粉末放入模具，在55MPa，750℃下燒結8-8.5分鐘。

實施例2

計算所需組成元素的量，選用純度在99.5-99.9％左右的鐵，鈷，銅，鍺，硼，將X同鐵按X占X同鐵重量百分比為15％的標準制得中間合金，所述中間合金加工成塊狀；選用原子組成百分比為：43.5％的鐵，43.5％的鈷，1.2％的銅，7.5％的硼，3％的鍺，5％的X；所述的X包括有鈮，釤和釓；所述鈮，釤和釓按原子組成百分含量比為2.5∶1.5∶1；所述鐵和鈷按原子組成百分含量比為1∶1。將鐵，鈷，銅，硼及中間合金按原子百分比配料，在電弧加熱爐1000-1300℃下經熔煉冷卻制得合金錠；將制得的合金錠經切割后制得非晶薄帶，并將該薄帶經400℃，時間為2小時熱處理后粉碎，粉碎粒徑為20-40nm；將粉碎后的粉末放入模具，在50MPa，780℃下燒結8-8.5分鐘。

實施例3

計算所需組成元素的量，選用純度在99.5-99.9％左右的鐵，鈷，銅，鍺，硼，將X同鐵按X占X同鐵重量百分比為15％的標準制得中間合金，所述中間合金加工成塊狀；選用原子組成百分比為：43.3％的鐵，43.3％的鈷，1.0％的銅，7％的硼，2％的鍺，4.5％的X；所述的X包括有鈮，釤和釓；所述鈮，釤和釓按原子組成百分含量比為2.5∶1.5∶1；所述鐵和鈷按原子組成百分含量比為1∶1。將鐵，鈷，銅，硼及中間合金按原子百分比配料，在電弧加熱爐1000-1300℃下經熔煉冷卻制得合金錠；將制得的合金錠經切割后制得非晶薄帶，并將該薄帶經350℃，時間為2小時熱處理后粉碎，粉碎粒徑為20-40nm；將粉碎后的粉末放入模具，在55MPa，750℃下燒結8-8.5分鐘。