[發(fā)明專(zhuān)利]一種非晶納米晶高熵軟磁合金及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810122793.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108396262A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董曉源;許曉飛;張航;李福山;魏然;陳辰;王坦;董曉磊;李希濤;馮建峰;牛鵬飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南中岳非晶新型材料股份有限公司;鄭州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22C45/00
• 分類(lèi)號(hào): C22C45/00;C22F1/16;H01F1/153
• 代理公司: 北京科家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明涉及一種新型的非晶納米晶高熵軟磁合金及其制備方法，所述合金的表達(dá)式為Fe_aCo_bNi_cZr_dB_eCu_f，所述表達(dá)式中a、b、c、d、e和f分別表示各對(duì)應(yīng)組分的原子百分比含量，且滿(mǎn)足以下條件：a為25～35，b為25～35，c為25～35，d為6.0～8.0，e為1.0～5.0，f為0.5～1.5，a+b+c+d+e+f＝100，其具有優(yōu)良的磁性能、且成本較低、成型性好、制備工藝條件寬松、簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、低矯頑力、高磁導(dǎo)率和優(yōu)異耐腐蝕性能的非晶納米晶高熵軟磁合金及其制備方法，屬于非晶納米晶高熵軟磁合金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高熵非晶合金是上世紀(jì)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(lèi)合金。高熵合金由于其高硬度、高強(qiáng)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(yīng)用前景。最近的研究表明，與之前傳統(tǒng)的固溶類(lèi)高熵合金不同，在一些特殊的合金體系中高熵合金也可以形成非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，這類(lèi)合金被稱(chēng)為高熵非晶合金。高熵非晶合金是具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的高熵合金，因其兼具高熵合金和非晶合金兩者的特點(diǎn)而成為高熵合金領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，人們對(duì)高熵非晶合金的研究主要側(cè)重于力學(xué)性能，但是對(duì)其功能特性比如磁性能的研究很少，關(guān)于軟磁高熵非晶合金報(bào)道很少。

軟磁材料，硅鋼，鐵素體，非晶合金，納米晶合金通常用于各種變壓器，各種電抗器，扼流線圈，噪聲抑制部件，激光電源，加速器用脈沖功率磁性部件等。由于鐵素體材料的飽和磁通密度較低而且溫度特性差，因此鐵素體很容易磁飽和而不適合在高功率下使用。硅鋼板材料便宜且磁通密度高，但是高頻率使用的時(shí)候磁芯損失較大。非晶合金通常是由液相或汽相通過(guò)快速冷卻而制備的。由于不存在晶粒，鐵基或鈷基非晶合金基本上不具有各向異性而且具有優(yōu)異的軟磁特性，因此可用于電源的變壓器鐵芯、扼流線圈、磁頭、電流傳感器等。鐵基非晶合金具有大的磁致伸縮率，但是與鈷基非晶合金相比其不具有高的磁導(dǎo)率。鈷基非晶合金具有低的磁致伸縮率和高的磁導(dǎo)率，但是它的飽和磁通密度通常較低(小于或等于1T)。嘗試開(kāi)發(fā)一種新型的非晶合金結(jié)合二者的優(yōu)點(diǎn)，具有重大的意義。

自1988年發(fā)現(xiàn)Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9鐵基納米晶軟磁材料“Finemet”以來(lái)。相關(guān)的科學(xué)工作者曾作了多次探索和嘗試，希望在Co基或Ni基非晶合金中也能通過(guò)晶化方法制成新的納米晶軟磁材料。

Yeh等用電弧熔煉法制備了一系列的高嫡合金體材料，通過(guò)在Fe-Co-Ni-Cu基合金中添加其它的元素，諸如金屬元素V、Ti、Cr、Al、Zr和Mo等，以及非金屬元素B、C和Si等，所制備的合金材料退火處理后具有優(yōu)良的力學(xué)性能、抗氧化性能、抗腐蝕性能、耐高溫性能及耐磨損性能。

Eckert等制備了具有納米結(jié)構(gòu)的塊狀玻璃態(tài)(Ti-Zr-Ta)-Cu-Ni多組分合金，它具有比普通合金更高的強(qiáng)度和彈性應(yīng)變性能,可作為結(jié)構(gòu)材料或醫(yī)用材料。

張勇等制備了AlCoCrFeNiTi多組分合金，其含有單一的體心立方結(jié)構(gòu)，在室溫下合金的屈服強(qiáng)度為2.26GPa，斷裂強(qiáng)度為3.14GPa，彈性形變系數(shù)為23.3％，比目前高強(qiáng)度的金屬玻璃等材料的性能更為優(yōu)異。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種新型的非晶納米晶高熵軟磁合金，所述合金的表達(dá)式為Fe_aCo_bNi_cZr_dB_eCu_f，所述表達(dá)式中a、b、c、d、e和f分別表示各對(duì)應(yīng)組分的原子百分比含量，且滿(mǎn)足以下條件：a為25～35，b為25～35，c為25～35，d為6.0～8.0，e為1.0～5.0，f為0.5～1.5，a+b+c+d+e+f＝100。其中，優(yōu)選a為29.334，b為29.334，c為29.334，d為7，e為4，f為1。