[發明專利]一種高磁導率納米晶軟磁材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010250275.6
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111370195A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 宋巖巖;張強原;邢冰冰
• 申請（專利權）人: 天通控股股份有限公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F41/02;C22C33/02;C22C38/16;C22C38/12;C22C38/02;C22C38/06
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 趙衛康

本發明提供一種高磁導率納米晶軟磁材料及其制備方法，屬于磁性材料技術領域，所述納米晶軟磁材料的分子式如下：Fe_73?75Cu0._5?0.7Nb₃Si₈B₇Al_2?4。一種基于前文所述的一種高磁導率納米晶軟磁材料的制備方法，包括以下步驟：（1）將鐵銅合金、鐵鈮合金、鐵硅合金、鐵硼合金、鐵鋁合金混合，熔煉成混合合金；（2）將混合合金破碎成第一粉末；（3）將第一粉末熔融以后進行霧化；（4）將霧化粉末分成兩部分進行球磨；（5）將經過球磨的霧化粉末過篩，進行包埋，得到包埋顆粒；（6）將包埋顆粒放入模具，進行壓制成型；（7）將壓制成型的坯體進行熱處理，冷卻以后納米晶軟磁材料。本申請中獲得不同粒徑的粉體，提高堆積密度這樣能夠使成型的材料的相對密度，提高磁導率。

技術領域

本發明屬于磁性材料技術領域，具體涉及一種高磁導率納米晶軟磁材料及其制備方法。

背景技術

納米晶軟磁材料是一類新型的軟磁材料。通過熔體快淬法(軋輥法)制得的非晶態條帶,如被加熱到它們的晶化溫度以上保持一段時間(這種熱處理稱為退火),非晶態條帶就會開始晶化,內部組織從非晶態向晶態轉變。如果控制這種退火處理的溫度和時間得當，就能控制條帶內部的微觀結構。

軟磁材料是指較易磁化和退磁的材料，通常具有亞鐵磁性對這類材料要求有較高的磁導率和磁感應強度，同時磁能積或磁損耗要小。與永磁材料相反，其剩余磁感應強度和矯頑力越小越好，但飽和磁感應強度則越大越好。軟磁材料通常具有一些特殊的性質：經外磁場的磁化，能夠具有的較高的磁感應強度； 處于一定強度的外磁場磁化下，自身能具有較高的磁感應強度；磁疇移動的阻力較小。磁化機制唯象理論指出，磁化是依靠疇壁的移動與轉動磁矩進行的。而各向異性常數和磁滯伸縮系數，是可用于表示材料的磁各向異性的物理量。軟磁材料的設計應首先考慮成份處于和為零或者接近于零的區域。再加上磁性物質的飽和磁化強度足夠大，阻礙磁化強度的阻力夠小，才可以滿足獲得高磁導率；低矯頑力軟磁材料的條件。

軟磁材料的種類繁多。在目前各科技領域中，廣泛使用的軟磁材料主要有三種類型：金屬軟磁材料、鐵氧體軟磁材料和其它軟磁材料。其中金屬軟磁材料和鐵氧體軟磁材料的磁特性是基于不同的物理基礎。前者是由于鐵磁性電子間的直接交換作用，而后者則是基于電子間的間接交換作用。兩種不同的交換機制成就了兩類材料不同的磁性能特點。

納米晶軟磁材料優異的磁性能是基于非晶基體與納米晶粒相間的交換耦合作用，對組織敏感。1988年Yoshizawa等人在FeSiB非晶合金的基體中加入少量Cu和M(M=Nb，Mo，W，Ta等)，經晶化退火以后，發現在非晶基體上均勾分布著許多無規取向的具有bcc結構的超細晶粒。這種退火后形成的納米晶相，由于晶粒超細 ，大量的處于晶界上，表現出與普通多晶體材料或非晶材料有本質差別的性能。其弱外場磁化率相對于非晶母材大幅度提高，同時又具有極高的飽和磁感應強度。此種新合金此后被稱為納米晶軟磁合金。

納米晶合金按成分也可分為Fe基、Co基和Ni基三種。其中代表性的Fe

基納米晶合金大致可區分為兩類：一類是Fe-Cu-M-Si-B（M可為Nb、Mo、W、

V等）系；另一類是在Fe-M-M'-B（M可為Nb、Hf、Zr、Co等，M'可為Cu、Ge等）系。這兩類合金既具有與鈷基非晶合金相似的磁導率高、損耗小的磁性能，又具有與鐵基非晶合金相似的高特性。