[发明专利]软磁性复合材料及相应的制备软磁性复合材料的方法

说明书

本发明提供了一种软磁性复合材料。所述软磁性复合材料具有众多结晶纯铁基颗粒（E1）和大块金属玻璃（G1），其中众多结晶纯铁基颗粒（E1）具有所述大块金属玻璃（G1）涂层和众多结晶纯铁基颗粒（E1）经由所述大块金属玻璃（G1）涂层彼此接触。本发明同样提供了用于制备软磁性复合材料的两种替代方法。

技术领域

本发明提供一种软磁性复合材料及相应的制备软磁性复合材料的方法。

背景技术

印刷品International Materials Reviews(国际材料评论)2013 第58卷 第3号第131至166页描述了一种铁基大块金属玻璃。

现有的软磁性复合材料具有良好的磁性，在所有三个维度上具有增加的阻抗，其中该材料同时具有机械稳定性的缺乏。而电热片具有良好的机械稳定性，其中同时阻抗仅在一个维度上增加。在本文中，尺寸应理解为空间方向，即在传统电气用钢板的情况下，磁通量在两个维度（在平面中）上引导，其中其阻抗正交，即指向第三维度。

然而，为了在致动器或电机中的应用，需要具有结合了高饱和极化强度，低矫顽磁力，高磁导率，低涡流损耗和机械稳定性的软磁性复合材料。对于这类软磁性复合材料，提供宽的应用范围。

发明内容

本发明提供软磁性复合材料和用于制备软磁性复合材料的相应替代方法。本发明的软磁性复合材料（V1）具有众多结晶纯铁基颗粒（E1）和大块金属玻璃（G1），其中所述众多结晶纯铁基颗粒（E1）具有所述大块金属玻璃（G1）涂层，并且所述众多结晶纯铁基颗粒（E1）经由所述大块金属玻璃（G1）涂层彼此接触。

本发明的优点

本发明实现了具有结合了高饱和极化强度，低矫顽磁力，高磁导率，低涡流损耗和机械稳定性的软磁性复合材料。

本发明的想法是提供一种软磁性复合材料，其结合了本文提及的性质并且在所有三个维度上均具有。所需的性质特别是关于软磁性质的高磁导率和低矫顽磁力，由于高电阻和机械稳定性的低涡流损耗。这里描述的软磁性复合材料组合了这些性质，并且可以优选地用于具有高频率的应用中。

在本文中“软磁性”应理解为具有低矫顽磁力和高电阻的复合材料。这导致低的电涡流损耗。这里描述的软磁性复合材料特别用于电动机和驱动器(Aktoren)。

该想法在此是提供具有众多结晶纯铁基颗粒和大块金属玻璃（英语：bulkmetallic glass (BMG)）的软磁性复合材料，其中众多结晶纯铁基颗粒例如可以具有连续和/或均质的大块金属玻璃涂层。这意味着众多结晶纯铁基颗粒例如间接地可以经由大块金属玻璃涂层彼此接触。换句话说，形成基质，其中结晶纯铁基颗粒之间的间隙用大块金属玻璃填充。此外，与传统的软磁性复合材料，即不具有结晶纯铁基颗粒（英语SMC，softmagnetic composite）相反，这里所述的软磁性复合材料具有较高的机械强度。

通过结晶纯铁基颗粒的表面或外表面的隔离，大块金属玻璃实现了高电阻，用以减少涡流损耗以及良好的机械稳定性或坚固性，其中，所述众多结晶纯铁基颗粒提供软磁性质，即，高磁导率和低矫顽磁力。

根据优选的扩展实施方案，软磁性复合材料具有60％和99％之间的结晶纯铁基颗粒，并且大块金属玻璃（G1）的份额相应地在1％和40％之间。大块金属玻璃基于具有磷、硼、钴和/或铌的铁或锆合金粉末，其中合金粉末具有70％和95％之间的铁或锆，以及磷、硼、钴和/或铌的份额相应地在合金粉末的5％和30％之间。这是元素的示例性非穷尽列表，特别地可以考虑其它元素，例如硅、镍、银和/或铬相应地用于本文所述的材料。在此优选的是，复合材料的软磁性质可由众多结晶纯铁基颗粒的按百分比计算的份额决定，其中复合材料的软磁性质特别包括高饱和极化强度、低矫顽磁力和高磁导率。