[發(fā)明專利]一種高磁感高頻納米晶軟磁合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210020959.6
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114496440B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎嘉威;孫宇;賀愛娜;董亞強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F41/02;C22C38/02;C22C38/16;C22C38/12;C22C38/04;C22C38/34;C22C38/32;C22C38/20;C22C38/26;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/38;C21D6/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

本發(fā)明公開了一種高磁感高頻納米晶軟磁合金，分子式為Fesubgt;a/subgt;Sisubgt;b/subgt;Bsubgt;c/subgt;Msubgt;d/subgt;Cusubgt;e/subgt;Psubgt;f/subgt;，其中，M為Nb、Mo、V、Mn、Cr中的一種或多種，且元素的摩爾百分含量為6≤b≤15，5≤c≤12，0.5≤d≤3，0.5≤e≤1.5，0.5≤f≤3，余量為Fe和雜質(zhì)。其感生各向異性值和平均磁晶各向異性值差值為0.1～1J/msupgt;3/supgt;。該軟磁合金在高頻下具有較高的磁導(dǎo)率，較低的磁損耗。本發(fā)明還公開了該高磁感高頻納米晶軟磁合金的制備方法。利用熱場和橫向磁場，以及冷場的循環(huán)反復(fù)是的感生各向異性值(Ksubgt;u/subgt;)和平均磁晶各向異性值(Ksubgt;1/subgt;)接近，從而提高了高頻軟磁性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵基納米晶軟磁合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高磁感高頻納米晶軟磁合金及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著5G通訊和無線充電等技術(shù)的快速發(fā)展，電磁波輻射產(chǎn)生的電磁干擾和健康危害等問題日益嚴(yán)重。軟磁材料是抑制磁場干擾的常用材料。低頻電磁波(頻率為300kHz以下)由于趨膚效應(yīng)小、波阻抗低，使得材料對低頻磁場輻射的吸收和反射損耗變得很小，所以低頻磁屏蔽問題一直是研究的難點。高磁導(dǎo)率材料可將磁力線約束在一條磁阻很低的通道內(nèi)，使被保護的器件免受磁場的干擾，所以高磁導(dǎo)率的軟磁材料是減小低頻電磁輻射最有效的材料。與傳統(tǒng)的低頻磁屏蔽材料(低碳鋼、硅鋼片、坡莫合金等)相比，F(xiàn)eSiBMCu系列納米晶合金兼具較高的飽和磁感應(yīng)強度和高的磁導(dǎo)率，在電磁兼容、電力電子等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

隨著電力電子設(shè)備朝著小型化、高頻化方向的發(fā)展，對磁屏蔽材料提出了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)納米晶軟磁材料已不完全滿足市場需求。研制鐵基納米晶軟磁合金具有優(yōu)良的高頻性：即其在保持高飽和磁感應(yīng)強度、高頻磁導(dǎo)率和低損耗的同時，還要具有高的截止頻率，是未來發(fā)展的趨勢。目前，國內(nèi)外研發(fā)人員基于經(jīng)典的FeSiBMCu系列納米晶合金展開了大量的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，取得了一系列的進展。晶粒尺寸約為10～12nm的細小均勻的納米晶晶粒鑲嵌在非晶基體上的結(jié)構(gòu)，使得磁晶各向異性被平均化；低平均磁晶各向異性和近零磁彈各向異性共同作用，獲得了低矯頑力、高飽和磁感應(yīng)強度、高磁導(dǎo)率的鐵基納米晶合金。

但是，在高頻下磁導(dǎo)率衰減過快，截止使用頻率大多僅為幾十kHz，且高頻下?lián)p耗嚴(yán)重，不利于電力電子設(shè)備向小型化，節(jié)能化，高頻化方向發(fā)展。因此提高具有高飽和磁感應(yīng)強度納米晶合金高頻性能已成為當(dāng)務(wù)之急。磁各向異性在這一系列問題中扮演著重要的角色。而且磁各向異性對軟磁性能和作為能表現(xiàn)磁化結(jié)果的磁疇有緊密的影響。因此，如何調(diào)控磁各向異性來改善鐵基非晶納米晶的高頻軟磁性能是相關(guān)領(lǐng)域的重要課題。

公開號為CN101796207A的中國專利文獻公布了一種FeSiBMCu納米晶合金體系，M為Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一種元素。該納米晶合金磁各向異性低，具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力，但是標(biāo)準(zhǔn)成分的飽和磁感應(yīng)強度僅為1.24T，有待進一步提高。

公開號為CN112877615A的中國專利文獻公布了一種FeSiBCuPC納米晶合金體系，采用高Fe含量以來獲得高飽和磁感應(yīng)強度，通過添加Si、B、Cu、P、C元素以及優(yōu)化含量解決高Fe含量合金系的非晶形成能力較低、帶材的厚度和寬度受到限制的問題。但仍未解決磁各向異性高的問題，高頻軟磁性能差，應(yīng)用范圍受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種高磁感高頻納米晶軟磁合金，該軟磁合金在高頻下具有較高的磁導(dǎo)率，較低的磁損耗。