[发明专利]一种具有高塑性的铁基软磁高熵非晶合金及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种具有高塑性的铁基软磁高熵非晶合金及其制备方法和应用，该合金的表达式为Fe_aCo_bNi_cP₁₄B₆，所述表达式中a、b和c分别表示各对应组分的原子百分比含量，其中a为29～40，b为20～26，c为20～25，a+b+c＝80。其具有高的非晶形成能力、高的饱和磁感应强度,低的矫顽力,且其成型性好、制备工艺条件宽松、生产成本低廉。

技术领域

本发明属于非晶合金技术领域，具体涉及一种具有高塑性的铁基软磁高熵非晶合金及其制备方法和应用。

背景技术

一直以来，人类所使用的金属都是晶态材料。历史上第一次报道制备出非晶态合金的是克雷默(Kramer)，其制备工艺为蒸发沉积法，其后，不同的工艺方法被采用以制备非晶态合金。具有工程应用意义的是1960年杜韦兹(Duwez)及其同事们发明了直接将熔融金属急冷(quenching)制备出非晶态合金的方法，自那时起，对于非晶合金的研究取得了巨大进展。由于非晶态合金具有优异的机械性能，抗腐蚀性能及磁性能，某些合金系的非晶具有良好的应用前景。其中在铁磁性非晶合金领域，无论是研究还是应用都取得了很大的成就。例如，过渡金属一类金属(TM-M)非晶合金已应用于各种变压器、传感器铁芯.它具有传统的磁性材料无以比拟的优异的磁性能。例如，过渡金属一类金属(TM-M)非晶合金已应用于各种变压器、传感器铁芯。

高熵非晶合金是上世纪九十年代叶均蔚等人提出的一种新型材料，其中高熵合金通常是指由四种或以上主要组元组成，而且每种组元都在5～35％之间的一类合金。高熵合金由于其高硬度、高强度、良好的高温抗氧化性和耐磨性等优异性能而具有广阔的应用前景。最近的研究表明，与之前传统的固溶类高熵合金不同，在一些特殊的合金体系中高熵非晶合金也可以形成非晶态结构，这类合金被称为高熵非晶合金。高熵非晶合金是具有非晶态结构的高熵合金，因其兼具高熵合金和非晶合金两者的特点而成为高熵合金领域的研究热点。目前，人们对高熵非晶合金的研究主要侧重于力学性能，但是对其功能特性比如磁性能的研究很少，目前软磁高熵非晶合金报道较少。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种具有高塑性的铁基软磁高熵非晶合金及其制备方法和应用，该合金具有高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率和优异耐腐蚀性能，且其成型性好、制备工艺条件宽松、生产成本低廉。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种具有高塑性的铁基软磁高熵非晶合金，所述合金的表达式为Fe_aCo_bNi_cP₁₄B₆，所述表达式中a、b和c分别表示各对应组分的原子百分比含量，其中a为29～40，b为20～26，c为20～25，a+b+c＝80。

所述a为40，b为20，c为20。

所述a为30，b为25，c为25。

所述a为29，b为26，c为25。

一种具有高塑性的铁基软磁高熵非晶合金的制备方法，包括如下步骤：

1)配料：采用纯度为99.999wt％的Fe、纯度为99.999wt％的Co、纯度为99.99wt％的Ni，P含量纯度为99.9wt％的FeP和B含量为17.40wt％的FeB，按照上述合金表达式中原子百分比含量进行配料；

2)熔炼母合金：将配比好的原料放入氮化硼坩埚，再放进真空高频感应熔炼炉中，抽真空度至2～3×10^-3Pa，充入压力为0.04～0.05MPa氩气保护气体；调节电流15～25A、熔炼5～10min，关掉电源，待完全冷却后，继续加热熔炼，重复3-5次，最终得到母合金锭；