[发明专利]一种新型铁基强非晶形成能力软磁合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的非晶/纳米晶软磁合金，具有很强的非晶形成能力，晶化前后表面都非常光亮，抗氧化性很强，属非晶/纳米晶软磁合金的新材料领域。

背景技术

随着能源、信息和材料技术的发展，对电子材料的需求越来越高，耐蚀性、抗氧化性和高功能性越来越受到人们的关注，而软磁合金的开发也不断推进电子、电力和电器等行业的不断进步。如常用的软磁合金从较早的普碳钢、到电力行业支撑作用的硅钢，到坡塻合金，到新兴的Fe-Si-B系列，再到目前更具潜力的Fe-Si-Cu-Nb-B系列，材料的不断发展推动着电力行业的不断进步和社会成本的不断降低。

然而，由于软磁材料通常在晶态使用，而这些合金的晶态状态多数情况下比较脆，使用受到局限。因此，本发明通过调整合金的组成，可以制备出非晶形成能力好、耐蚀、抗氧化性好、且韧性较好的软磁合金。

发明内容

本发明的目的在于提出制备一种新型的非晶/纳米晶软磁合金，相对于现有的合金体系，其具有很好的非晶形成能力，合金的耐蚀性、抗氧化性非常好，特别是韧性较好。其材料制备方法简单易行，适用于批量化生产。

本发明的一种新型的非晶/纳米晶软磁合金，其制备过程包括下列步骤：

(1)、按一定的比例配置Fe(50～80％)，B(5～40％)和M(10～30％)合金，其中M为Nb、Zr、Co、Si等元素的一种或几种；

(2)、采用真空熔炼技术熔炼母合金铸锭；

(3)、在真空状态下，将母合金铸锭重熔，并通过快淬法将熔化的金属喷射到以一定的辊面速度(10～50m/s)的旋转铜辊上快速凝固，形成一定宽度和厚度的快淬薄带，或利用铜模吸铸法吸铸成块状非晶；

(4)、根据DSC和XRD等分析结果和性能的要求，确定非晶的晶化温度，约在500～900℃；

(5)、将样品在真空度优于0.01Pa的真空炉中进行晶化处理，晶化温度约500～900℃，保温时间2～30分钟，获得纳米晶组织；

(6)、利用VSM等对样品进行性能测试；

(7)、利用TEM等对样品进行结构测试

(8)、经过检测等工序，装配到不同电子、电路器件上。

本发明的一种新型的非晶/纳米晶软磁合金，相对于现有的合金体系，该合金非晶形成能力强，合金的耐蚀性、抗氧化性非常好，特别是韧性较好。其材料制备方法简单易行，适用于批量化生产。

所制备的非晶/纳米晶软磁合金，可用于超微晶磁芯磁芯的制备，用于断路器、变压器等电子、电路的软磁磁芯。

附图说明

图1是Nb₁₂Fe₆₄B₂₄合金15m/s快淬薄带淬态的XRD图谱

图2是Nb-Fe-B合金淬态的DTA曲线

图3是Nb₁₂Fe₆₄B₂₄合金15m/s快淬薄带经过710℃晶化处理4分钟的XRD图谱

图4是Nb₁₂Fe₆₄B₂₄合金15m/s快淬薄带经过710℃晶化处理4分钟后的磁滞回线

具体实施方式

下面将以Nb₁₂Fe₆₄B₂₄合金为例，来说明本发明提出的新型的非晶/纳米晶软磁合金的制备。

1、以纯度大于99％的工业纯铁、Fe-B合金和Nb-Fe合金或纯Nb为原材料，在高纯氩气保护下，采用真空感应熔炼炉熔炼名义成分为Nb₁₂Fe₆₄B₂₄的母合金铸锭；

2、在真空下，将母合金铸锭重熔，并通过快淬法将熔化的金属喷射到以一定的辊面速度15m/s)的旋转铜辊上快速凝固，形成厚度约30μm，宽约18mm的快淬薄带，淬态结构如图1；

3、将快淬薄带进行DSC分析，如图2，确定晶化温度710℃；

4、在真空度优于高于0.005Pa的真空炉中进行晶化处理，晶化温度约710℃，保温时间4分钟，获得纳米晶与非晶的混合组织，其XRD图谱如图3；

5、利用VSM等对样品进行性能测试，如图4；

6、样品晶化后其饱和磁化强度为60～120emu/g。