[發明專利]高磁通密度低損耗鐵基納米晶軟磁合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202110239629.1
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113035485A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 耿振偉;胡庚;朱圓圓;韓仕杰;王雪珂
• 申請（專利權）人: 深圳市麥捷微電子科技股份有限公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F41/02;C22C38/10;C22C38/12;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/16;C22C38/14;C22C38/04;C22C38/30;C22C38/22;C22C38/32;C22C38/20;C22C38/2
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 袁燕清

高磁通密度低損耗鐵基納米晶軟磁合金及其制備方法，為了滿足高頻電感、高頻開關電源、高頻變壓器等等磁性元器件小型化，大功率化的需求，本發明公開一種高磁通密度低損耗鐵基納米晶軟磁合金及其制備方法，所述的高磁通密度低損耗鐵基納米晶軟磁合金組成滿足以下分子式：FeaCobWcBdSieCufAlgMi，式中M為C、P、Cr、Ti或Mn其中一種，下標a、b、c、d、e、f、g、i分別為相應元素原子百分比含量，且滿足10.0≤a≤85.0，10.0≤b≤85.0，2.0≤c≤4.5，3.5≤d≤18.5，1.5≤e≤10.0，0.3≤f≤1.2，0.5≤g≤2.5，0.5≤g≤8.5，0.5≤i≤6.0且a+b+c+d+e+f+g+i＝100；本發明的有益效果在于，采用本發明提供的方法制備的納米晶軟磁合金，磁通密度高，損耗低，磁導率高。

技術領域

本發明屬于鐵基納米晶軟磁合金領域，涉及一種高磁通密度低損耗鐵基納米晶軟磁合金的制備方法。

背景技術

隨著科技的進步，為了追求變壓器、電感等電子元器件的小型化和高效化，通常要求軟磁復合材料具有更高的磁通密度以及更低的損耗。而軟磁復合材料由軟磁磁粉和粘結劑組成，其中磁粉對軟磁復合材料的磁通密度以及損耗起到主要影響。軟磁粉包括純鐵系軟磁粉、鐵硅系軟磁粉、鐵鎳系軟磁粉、軟磁鐵氧體以及非晶軟磁粉、納米晶軟磁粉等種類，其中近幾年非晶軟磁粉以及納米晶軟磁粉末以其優異的低損耗性能優勢獲得了廣泛的市場應用，納米晶軟磁粉是非晶軟磁粉通過熱處理退火制備得到，其主要由非晶基體和納米晶晶粒組成，兼具了傳統晶態軟磁材料和非晶態軟磁材料的特點。

目前常用的Fe基納米晶軟磁合金，主要是FINMET系合金，其主要成分為Fe-Si-B-M-Cu，該納米晶體系合金具有高磁導率，低損耗等特點，但其飽和磁感應強度較低，其中以Fe_73.6Nb₃Si_13.5B₉Cu₁為典型代表，飽和磁感應強度僅為1.24T，應用受到了一定的限制。

為了滿足現代軍事民用工業發展的需求，以及高頻電感、高頻開關電源、高頻變壓器等等磁性元器件小型化，大功率化的需求，亟需開發一種具有高磁通密度，低損耗的鐵基納米晶軟磁合金材料

發明內容

本發明公開一種高磁通密度低損耗鐵基納米晶軟磁合金及其制備方法，所述的高磁通密度低損耗鐵基納米晶軟磁合金組成滿足以下分子式：Fe_aCo_bW_cB_dSi_eCu_fAl_gM_i，式中M為C、P、Cr、Ti或Mn其中一種，下標a、b、c、d、e、f、g、i分別為相應元素原子百分比含量，且滿足10.0≤a≤85.0，10.0≤b≤85.0，2.0≤c≤4.5，3.5≤d≤18.5，1.5≤e≤10.0，0.3≤f≤1.2，0.5≤g≤2.5，0.5≤g≤8.5，0.5≤i≤6.0且a+b+c+d+e+f+g+i＝100，這樣所制得的納米晶軟磁磁粉具有高磁通密度高頻低損耗特點，且綜合性能優異，本發明中納米晶軟磁磁粉主要是由Fe、Co、W、B、Si、Cu、Al等元素組成，其中Co元素的加入主要提升納米晶軟磁磁粉的磁通密度Bs和居里溫度Tc,W、B、Si、Al的加入主要提高納米晶軟磁磁粉的非晶形核能力，而Cu元素的加入主要提高納米晶軟磁磁粉在熱處理過程中納米晶形核能力。

本發明還提供一種高磁通密度低損耗鐵基納米晶軟磁合金的制備方法，包括如下步驟：

1)配料：按照所述分子式稱取質量百分比純度不低于99％的各元素原料，進行配料；

2)母合金熔煉：將步驟1)配制好的原料加入熔煉爐坩堝中，將合金原料熔煉后并均勻除渣，得到母合金錠，熔煉溫度為1350-1950℃；

3)進行霧化制粉：將步驟2)中制得的母合金錠在霧化制粉設備上重熔，待母合金全部熔融后，進行霧化制備鐵基非晶軟磁合金；