[发明专利]一种具有优异软磁性能的FeZrYB系大块非晶合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有优异软磁性能的FeZrYB系大块非晶合金及其制备方法，属磁性合金材料及加工工艺技术领域。

背景技术

非晶态合金也被称为玻璃态合金。1960年，Duwez等人采用熔融金属急冷的方法首次得到Au₇₀Si₃₀合金的非晶薄带，从而掀起了用急冷法制备非晶材料的研究热潮。1969年，Pond发明了单辊法制备出长达几十米的非晶薄带，为其工业化打下了基础。非晶态合金在制备过程中，因为需要非常高的冷却速率(10⁵K/s以上)使其尺寸受到很大的限制，只能获得很薄或很细的薄带和丝状非晶合金。这使得非晶合金在实际应用时受到了很大的限制。

为了克服非晶合金材料的形状和尺寸的限制，人们在近十余年来为制备大块非晶合金作出了不懈的努力。1988年后，大块非晶的研究获得了较大的突破，在多个体系如Ln-Al-TM，Mg-Ln-TM，Zr-Al-TM和Pd-Ni-Cu-P内以低临界冷却速率下获得了块体的非晶合金。自从1995年以来，Inoue研究小组采用了铜模铸造法制备了多种铁基大块非晶合金，如：Fe-(Al，Ga)-(P，C，B，Si，Ge)-(Nb，Mo，Cr)，Fe-(Co，Ni)-(Zr，Hf，Nb，Ta，Mo，W)-B，和Fe-(Cr，Mo，Nb)-(P，B，C)等。研究结果表明，这些Fe基大块非晶合金都是具有良好的软磁性能。随着工艺的改进，具有更大尺寸的Fe基非晶合金，如：Fe-(Co，Cr，Mo，Ga，Sb)-P-B-C体系、Fe-Co-(Zr，Nb，Ta)-(Mo，W)-B体系也被成功制出。但是具有大尺寸的Fe基非晶合金一般都是无磁性的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异软磁性能的FeZrYB系大块非晶合金及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术手段来实现的。

一种具有优异软磁性能的FeZrYB系大块非晶合金，其特征在于其组成的成分及原子百分含量为：

Fe    63～83％

Zr    0.5～6％

Y    2～8％

B    13～27％

一种用于上述具有优异软磁性能的FeZrYB系大块非晶合金的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：

a.将工业纯金属原料Fe、Zr、Y以及FeB合金，按FeZrYB系大块非晶合金成分以原子百分含量计为：Fe 63～83％、Zr 0.5～6％、Y 2～8％、B 13～27％进行配料，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为100～220A/cm²，将合金反复熔炼3～5次；

b.采用铜模负压吸铸法浇注，制得具有优异软磁性能的FeZrYB系大块非晶合金。

本发明中所用的原料为纯金属Fe、Zr、Y以及FeB中间合金。

本发明合金具有较好的非晶形成能力，在室温下表现为优良的软磁性能。图1为本发明的FeZrYB系大块非晶合金在室温下的磁滞回线图。可以看出，本发明的FeZrYB系大块非晶合金在淬态时的饱和磁化强度为1.1T。

本发明的特点是：1)特殊的合金配方；2)使用非常简单的工艺方式，得到具有优异软磁性能的FeZrYB系大块非晶合金。具有优异软磁性能的FeZrYB系大块非晶合金，可以广泛用于信息、通讯、计算机等领域的磁性器件。这种FeZrYB系大块非晶合金由于其简便的工艺，可以克服现有Fe基磁性材料加工工艺复杂、元件尺寸受限制的问题，使其应用领域得到进一步的扩大。

附图说明

图1为本发明的FeZrYB系大块非晶合金在室温下的磁滞回线图

具体实施方式

现将本发明的实施例具体叙述于后。

实施例1

本实施例的FeZrYB系大块非晶合金的成分(原子百分含量)为：Fe 73％、Zr 2％、Y 4％、B 21％。制备过程和步骤如下：将工业纯金属原料Fe、Zr、Y以及FeB合金按本实施例的FeZrYB系大块非晶合金成分配制20克，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为150A/cm²，将合金反复熔炼4次；采用铜模负压吸铸法浇注，得到尺寸为1mm×10mm×80mm的大块非晶合金。本实施例中所制得的FeZrYB系大块非晶合金，在室温下进行磁性能测量，见附图1。从附图中可看出本发明的FeZrYB系大块非晶合金具有非常优异的磁性能，饱和磁化强度M_s＝1.1T。