[發明專利]FePCBCuM納米晶合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202210979715.0
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115141981B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 張濤;孫誠;張文峰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C38/16;C21D1/26;C21D9/52;C22C1/03
• 代理公司: 南京勤行知識產權代理事務所(普通合伙) 32397
• 代理人: 陳燁;李貴

本發明涉及軟磁材料技術領域，尤其是一種FePCBCuM納米晶合金及其制備方法；FePCBCuM納米晶合金，其特征在于，其化學式如下：Fesubgt;a/subgt;Psubgt;b/subgt;Csubgt;c/subgt;Bsubgt;d/subgt;Cusubgt;e/subgt;Msubgt;f/subgt;，其中M代表不固溶于α?Fe的過渡族金屬元素，包括Nb，W，Hf，La，Ce中的一種，a+b+c+d+e＝10；本發明中的FePCBCuM納米晶合金的制備方法，利用微合金化的手段，添加0.05%?0.3%原子濃度的特定元素，進一步增加退火過程中的形核位點，促進α?Fe析出，降低矯頑力Hc，提高飽和磁化強度Bs，拓寬熱處理時間窗口。本發明中的FePCBCuM納米晶合金，具有較低的矯頑力和較高的飽和磁化強度。

技術領域

本發明涉及軟磁材料技術領域，尤其是一種FePCBCuM納米晶合金及其制備方法。

背景技術

軟磁材料在提高電氣和電子設備的效率方面發揮著關鍵作用，包括軸承座、高頻變壓器和電磁屏蔽板等。其中，鐵基納米晶合金因其具有高飽和磁化強度Bs、高有效磁導率、低矯頑力Hc和低鐵損等優異的軟磁性能而備受關注。大約30年前，Fe-Si-B-Nb-Cu合金(FINEMET)作為鐵基納米晶軟磁材料首次被提出。隨后人們開發了含有高熔點元素的Fe-(Zr/Hf/Nb)-B(NANOPERM)和(Fe,Co)-(Zr/Hf/Nb)-B-Cu(HITPERM)納米晶合金。2009年，Makino等人成功開發了不含早期過渡元素(Hf、Mo、Nb和V等)的FeSiBPCu型納米晶軟磁合金(NANOMET)，其飽和磁化強度高于1.7T。

綜上所述，傳統納米晶的發展是以Fe-B非晶合金體系為基礎的，其相對較窄的退火溫度范圍和較短的最佳退火時間限制了它們的大規模商業應用，這對開發高性能鐵磁納米晶材料的新合金體系提出了需求。張濤等人成功開發了低成本的Fe-P基Fe96-xPxC₂B₂(x＝11、14、17和20)、Fe85-xCoxB11P₂C₂(x＝0、5、10、15和20)和Fe85P11-xC2B2Six(x＝1、2、3和4)非晶合金開發了具有高Bs(高達1.79T)的材料。最近，基于NANOMET型合金，李育洛等人研究了Fe83B12-xPxC4Cu1(x＝3、5和7)合金系統。他們發現P的增加可以降低顯微組織對加熱速率和退火保溫時間的敏感性。這表明Fe-P基納米晶系統在開發具有優異軟磁性能、高玻璃形成能力(GFA)、良好的力學性能、寬退火溫度范圍和大退火持續時間窗口的優質軟磁合金方面具有巨大潛力。

發明內容

本發明的目的是：提供一種FePCBCuM納米晶合金，該納米晶合金具有較低的矯頑力和較高的飽和磁化強度。

FePCBCuM納米晶合金，其化學式如下：Fe_aP_bC_cB_dCu_eM_f，所述Fe為α-Fe，其中M代表不固溶于α-Fe的過渡族金屬元素，包括Nb，W，Hf，La，Ce中的一種，a、b、c、d、e、f分別表示各對應組分的原子百分比含量，a+b+c+d+e＝10，其中f為0.05-0.3。

進一步的，其中a為70-86，b為10-12，c為1-10，d為1-10，e為0.1-1。

進一步的，所述FePCBCuM納米晶合金的飽和磁化強度Bs≥1.76。

本發明的另一個目的是：提供一種FePCBCuM納米晶合金的制備方法，該制備方法利用微合金化的手段，在FePCBCu合金的基礎上，添加0.05％-0.3％原子濃度的特定元素，進一步增加退火過程中的形核位點，促進α-Fe析出，降低矯頑力，提高飽和磁化強度，拓寬熱處理時間窗口。

FePCBCuM納米晶合金的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：