[發明專利]一種具有耐蝕性的新型鐵基非晶軟磁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201810123333.1
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108425078A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 許曉飛;李福山;董曉源;楊要軒;王坦;董曉磊;李希濤;李成華
• 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;C22C33/06;H01F1/153
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種具有耐蝕性的新型鐵基非晶軟磁合金及其制備方法，所述合金的表達式為Fe_aSi_bB_cC_dCr_e，所述表達式中a、b、c、d和e分別表示各對應組分的原子百分比含量，其中a為80，b為7.5～9.5，c為9～12，d為0.2～2.0，e為0.1～2.0，a+b+c+d+e＝100。該合金具有高的飽和磁感應強度B_S(最高為1.64T)、高的有效磁導率μ_e(在1kHz時最高為13096)和高頻穩定性、低的矯頑力H_c(最低為2.008A/m)和良好的耐蝕性，且其成型性好、制備工藝條件寬松、生產成本低廉。

技術領域

本發明屬于非晶合金技術領域，具體涉及一種具有耐蝕性的新型鐵基非晶軟磁合金及其制備方法。

背景技術

非晶材料屬于新材料產業“十二五”和“十三五”國家重點新產品，具有綠色節能的顯著特點；尤其是鐵基非晶態合金，存在電阻率高、磁導率高，且損耗非常低(僅相當于取向硅鋼的1/3～1/5)的特點，另外與硅鋼相比，工藝簡單，不用特殊加工，因此被認為是制作電源變壓器的理想鐵芯材料。但是跟硅鋼相比，鐵基非晶合金仍存在其不足之處，即填充系數以及飽和磁感應強度相對較低。例如典型的鐵基非晶合金Fe₇₈Si₉B_l3的B_S值為1.56T。此外在制備磁性元件時，如變壓器鐵芯、電動機轉子和磁力開關等，往往希望這些裝置的飽和磁感應強度較高，因為這意味著裝置尺寸的減小或者激勵功率的降低。對于填充系數，通用的方法是提高帶材表面質量，例如表面光潔度和帶材厚度的均勻性。但由于非晶帶材本身僅為幾十個微米，提升填充系數的潛力受限。人們更多的研究開發具有高磁飽和強度的非晶軟磁合金。

美國專利US4226619中公開了一種非晶態Fe-B-C合金，其飽和磁感應強度在1.7T以上，但合金的矯頑力較大，而且太脆，無法在實際中應用。

日立金屬在公開號為CN1721563A的中國專利申請中公開了一種名為HBl的Fe-Si-B-C合金，其飽和磁感應強度在1.6T以上，但其在制備過程中采用滲碳的方法，提高了生產成本，降低了產品質量的可控性，對工業生產來說生產工藝復雜。

日本專利JP57185957A公開了一種表達式為FeSiBPC的合金，其飽和磁感應強度在1.5T以上，但其B含量太低，原子百分比在5以下，此外P易揮發。而研究表明，B元素是形成非晶態合金的重要元素，當其含量低于5at％時，合金的非晶形成能力較差，且合金的熱穩定性較差。

日本專利JP85051887公開了一種成分為FeSiBC的合金，其中C的含量限定在3.25～4at％。研究表明，當C含量高于3at％時，對合金的制備條件要求苛刻，容易著火，制備的帶材容易發脆，且熱穩定性下降。

綜上所述，目前市場上仍缺乏具有高飽和磁感應強度同時兼具低成本特征的鐵基非晶軟磁合金及其制品，因此本領域仍急需具有高飽和磁感應強度、同時成本低廉的鐵基非晶軟磁合金。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種具有耐蝕性的新型鐵基非晶軟磁合金，該合金具有高的μ_e、低的H_c、高的B_S，且其成型性好、制備工藝條件寬松、生產成本低廉。

本發明的目的是以下述方式實現的：：

一種具有耐蝕性的新型鐵基非晶軟磁合金，所述合金的表達式為Fe_aSi_bB_cC_dCr_e，所述表達式中a、b、c、d和e分別表示各對應組分的原子百分比含量，其中a為75～84，b為7.5～9.5，c為9～12，d為0.2～2.0，e為0.1～2.0，a+b+c+d+e＝100。