[发明专利]一种Fe-Co为基单相固溶体Fe-Co-Cu三元合金及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料的制备领域，公开一种Fe‑Co为基单相固溶体Fe‑Co‑Cu三元合金及其制备方法。该三元合金以Fe‑Co为基体，合金相为单相固溶体，化学式为：Fe_xCo_xCu_y，下角标x或y分别代表对应金属Fe、Co或Cu所占的原子百分比为x%或y%，且x=45~49，y=100‑2x。本发明方法利用一凝固成型装置，通过设计合理的合金成分配比、两真空室压力、Cu辊的辊面线速度制备Fe‑Co为基单相固溶体Fe‑Co‑Cu三元合金。本发明在保证Fe和Co的原子百分比为1:1的前提下，按比例加入一定量的Cu，克服了现阶段研究报道中的以Cu为基体的Fe‑Co‑Cu三元合金的制备，保证了该合金系中磁性元素Co含量的大量存在，间接提高了合金的巨磁性能，且克服了Fe‑Co‑Cu三元难混溶合金相分离这一难题。

技术领域

本发明属于金属材料的制备领域，具体涉及一种Fe-Co为基单相固溶体Fe-Co-Cu三元合金及其制备方法。

背景技术

Fe-Cu和Co-Cu合金由于具有优异的物理性能，在电磁学领域有广泛的应用。而Fe-Co-Cu属于三元包晶型合金，其具有良好的巨磁电阻效应，在磁性元件中应用广泛。Wang等人用熔体甩出法制备了Co_15-xFexCu₈₅(x=3,6,9,12,15)合金，研究了经淬火和退火处理后条带的微观组织结构和磁性能。R.Larde等人用机械球磨法制备了Cu₈₀(Fe,Co)₂₀合金，研究了球磨时间对结构和磁性的影响。W.Laslouni等人用高能球磨方法制备了Cu₇₀Fe₁₈Co₁₂合金，探究了该纳米合金的结构演变过程和性能。众多研究结果证明了此类合金在磁性能的潜力。然而20世纪90年代以来，研究发现该类合金存在亚稳不混溶间隙，凝固过程中容易发生液相分离。西工大代富平等人也深入系统地研究了三元Fe-Co-Cu包晶合金的液相分离现象和快速枝晶生长过程，液相分离的产生在一定程度上制约了Fe-Co-Cu合金的广泛应用。

目前的Fe-Co-Cu三元合金的研究和制备中，从合金成分来看，基本以铜为基体，鲜有以Fe-Co为基的报道。这主要是因为在Fe-Cu和Co-Cu合金中，Cu可以作为它们共同的中间元素，在制备过程中避免了元素间的不互溶现象。然而以Cu为基体的Fe-Co-Cu三元合金磁性材料中具有磁性特点的Co元素含量远没有Cu基体含量大，这就大大限制了此三元合金的巨磁性能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种Fe-Co为基单相固溶体Fe-Co-Cu三元合金及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种Fe-Co-Cu三元合金，其特别之处在于：该三元合金以Fe-Co为基体，合金相为单相固溶体，化学式为：Fe_xCo_xCu_y，下角标x或y分别代表对应金属Fe、Co或Cu所占的原子百分比为x%或y%，且x=45~49，y=100-2x。

较好地，优选化学式为：Fe₄₇Co₄₇Cu₆。

制备方法：