[發(fā)明專利]一種具有高塑性的鐵基軟磁高熵非晶合金及其制備方法和應用

在審

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• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108359918A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 董曉源;許曉飛;孫歡;李福山;董曉磊;李希濤;馮建峰;牛鵬飛
• 申請（專利權）人: 河南中岳非晶新型材料股份有限公司;鄭州大學
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02;H01F1/153
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明涉及一種具有高塑性的鐵基軟磁高熵非晶合金及其制備方法和應用，該合金的表達式為Fe_aCo_bNi_cP₁₄B₆，所述表達式中a、b和c分別表示各對應組分的原子百分比含量，其中a為29～40，b為20～26，c為20～25，a+b+c＝80。其具有高的非晶形成能力、高的飽和磁感應強度,低的矯頑力,且其成型性好、制備工藝條件寬松、生產(chǎn)成本低廉。

技術領域

本發(fā)明屬于非晶合金技術領域，具體涉及一種具有高塑性的鐵基軟磁高熵非晶合金及其制備方法和應用。

背景技術

一直以來，人類所使用的金屬都是晶態(tài)材料。歷史上第一次報道制備出非晶態(tài)合金的是克雷默(Kramer)，其制備工藝為蒸發(fā)沉積法，其后，不同的工藝方法被采用以制備非晶態(tài)合金。具有工程應用意義的是1960年杜韋茲(Duwez)及其同事們發(fā)明了直接將熔融金屬急冷(quenching)制備出非晶態(tài)合金的方法，自那時起，對于非晶合金的研究取得了巨大進展。由于非晶態(tài)合金具有優(yōu)異的機械性能，抗腐蝕性能及磁性能，某些合金系的非晶具有良好的應用前景。其中在鐵磁性非晶合金領域，無論是研究還是應用都取得了很大的成就。例如，過渡金屬一類金屬(TM-M)非晶合金已應用于各種變壓器、傳感器鐵芯.它具有傳統(tǒng)的磁性材料無以比擬的優(yōu)異的磁性能。例如，過渡金屬一類金屬(TM-M)非晶合金已應用于各種變壓器、傳感器鐵芯。

高熵非晶合金是上世紀九十年代葉均蔚等人提出的一種新型材料，其中高熵合金通常是指由四種或以上主要組元組成，而且每種組元都在5～35％之間的一類合金。高熵合金由于其高硬度、高強度、良好的高溫抗氧化性和耐磨性等優(yōu)異性能而具有廣闊的應用前景。最近的研究表明，與之前傳統(tǒng)的固溶類高熵合金不同，在一些特殊的合金體系中高熵非晶合金也可以形成非晶態(tài)結構，這類合金被稱為高熵非晶合金。高熵非晶合金是具有非晶態(tài)結構的高熵合金，因其兼具高熵合金和非晶合金兩者的特點而成為高熵合金領域的研究熱點。目前，人們對高熵非晶合金的研究主要側重于力學性能，但是對其功能特性比如磁性能的研究很少，目前軟磁高熵非晶合金報道較少。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種具有高塑性的鐵基軟磁高熵非晶合金及其制備方法和應用，該合金具有高飽和磁感應強度、低矯頑力、高磁導率和優(yōu)異耐腐蝕性能，且其成型性好、制備工藝條件寬松、生產(chǎn)成本低廉。

本發(fā)明的目的是以下述方式實現(xiàn)的：

一種具有高塑性的鐵基軟磁高熵非晶合金，所述合金的表達式為Fe_aCo_bNi_cP₁₄B₆，所述表達式中a、b和c分別表示各對應組分的原子百分比含量，其中a為29～40，b為20～26，c為20～25，a+b+c＝80。

所述a為40，b為20，c為20。

所述a為30，b為25，c為25。

所述a為29，b為26，c為25。

一種具有高塑性的鐵基軟磁高熵非晶合金的制備方法，包括如下步驟：

1)配料：采用純度為99.999wt％的Fe、純度為99.999wt％的Co、純度為99.99wt％的Ni，P含量純度為99.9wt％的FeP和B含量為17.40wt％的FeB，按照上述合金表達式中原子百分比含量進行配料；

2)熔煉母合金：將配比好的原料放入氮化硼坩堝，再放進真空高頻感應熔煉爐中，抽真空度至2～3×10^-3Pa，充入壓力為0.04～0.05MPa氬氣保護氣體；調節(jié)電流15～25A、熔煉5～10min，關掉電源，待完全冷卻后，繼續(xù)加熱熔煉，重復3-5次，最終得到母合金錠；