[发明专利]一种高耐蚀性铁基非晶合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及非晶态合金材料及其制备技术领域，尤其是一种高耐蚀性铁基非晶合金材料及其制备方法。

背景技术

工业应用中铁基磁性材料应用领域广泛，常常工作在各种酸，污水等腐蚀性环境中，由于腐蚀引起系统替换造成经济损失十分严重，因此要求电磁器件所用材料要同时具有良好的耐腐蚀性和优异的磁性能。

近年来，出现了采用电驱动装置和电子控制装置来实现产品的驱动、自动控制和多功能化的趋势。其关键的核心材料之一就是软磁材料。所以工业生产，机械制造等各个领域都迫切需要开发高环境适应性、低损耗的软磁材料，实现器件的小型化和高效节能化。因此迫切需要开发新型耐腐蚀性软磁材料。目前，常见的耐蚀性合金主要是Fe-Cr系(1J116，1J117)合金材料，其中Cr元素在空气中形成致密、均匀的氧化膜，提高合金的耐腐蚀性。同时，研究表明Cr元素的质量含量要超过12％才能表现较好的耐腐蚀性，如，1J116合金中Cr元素的质量含量为15.5-16.5％；1J117合金中Cr元素为17.0-18.5％。但在腐蚀性环境中使用含Cr元素成分较多的合金，势必会对土壤、水资源以及周边环境造成污染。

1967年，美国加州理工学院P.Duwez教授首次制备成功Fe-P-C非晶合金，引起人们广泛关注。由于非晶合金内部原子无序排列，不存在晶界、位错等缺陷，从而具有优异的软磁性能，如低矫顽力、高磁导率、低损耗，以及耐腐蚀等特点。目前，铁基非晶磁性合金材料已广泛应用于各种变压器、互感器、传感器，成为电力、电子、能源和信息领域重要的基础材料。然而，传统合金的非晶形成能较小，其熔体需要在10⁶K/s的冷却速率下才能形成非晶，因此只能制备成薄带、细丝或粉末，极大的限制了非晶合金的应用范围。因此，开发兼具优异磁性能与高耐腐蚀性能的铁基块体非晶合金材料及其制备技术是该研究领域的重要内容，从而促进更加精密、耐用、高响应的电磁器件的研制生产，进一步扩大铁基非晶合金材料的应用范围。

专利申请公布号：CN103290342A，公开了一种Fe基非晶合金及其制备方法，该方法制备的非晶合金所能制备样品最大为3.5mm，不能制造6mm直径的非晶棒材。

专利申请公布号：CN102965597A，公开了一种高耐腐蚀性铁基软磁非晶合金及其制备方法，该非晶合金所能制备样品最大5.5mm，也不能制造6mm直径的非晶棒材。另外腐蚀试验的腐蚀液为中性NaCl溶液，没有在硫酸溶液中进行试验。

专利授权公告号：CN101928896B，公开了一种大非晶形成能力铁基块体非晶磁性合金材料及制备方法，该非晶合金具有较大非晶形成能，可制成6mm直径的非晶棒材，并且具有较好的软磁性能(3.7-36.3A/m)，但是软磁性能不能达到(2.8A/m以下)。另外该发明没有耐腐蚀性研究内容。

专利申请公布号：CN103589959A，公开了一种铁基非晶合金材料，该非晶合金不能制备成块体，只能制备成条带。另外该非晶合金的矫顽力15.6-08.2A/m，不能达到2.8A/m以下。

发明内容

本发明提供了一种高耐蚀性铁基非晶合金材料及其制备方法，兼有高耐蚀性、高非晶形成能力以及优异磁性能。

一种高耐蚀性铁基非晶合金材料，其化学式为Fe_aCo_bSi_cB_dP_eC_fMo_g，其中，a、b、c、d、e、f、g为各对应组分原子的质量百分含量，60≤a≤80，5≤b≤12，5≤c≤10，7≤d≤13，3≤e≤8，1≤f≤4，0≤g≤7，且满足a+b+c+d+e+f+g＝100。

所述一种高耐蚀性铁基非晶合金材料，作为优选，其中的Fe原子的质量百分含量a为62≤a≤70，Co原子的质量百分含量b为7≤b≤10，Si原子的质量百分含量c为6≤c≤9，B原子的质量百分含量d为9≤d≤11，P原子的质量百分含量e为4≤e≤6，C原子的质量百分含量f为1≤f≤2.5，Mo原子的质量百分含量f为0≤g≤6。

一种高耐蚀性铁基非晶合金材料的制备方法，包括以下步骤：

a.将纯度为质量百分含量99％以上的元素按照上述一种高耐蚀性铁基非晶合金材料的化学式及各对应组分原子的质量百分含量配制原料；