[发明专利]一种高磁导率的非晶纳米晶合金的制备方法

权利要求书

1.一种高磁导率的非晶纳米晶合金的制备方法，其特征在于，步骤包括：

(1)配料：按照非晶纳米晶合金组分表达式中各种元素的含量，称取质量百分比纯度不低于99％的各种原料，配制Fe-Co-Si-B-Cu-M-M’合金的原料；

所述的非晶纳米晶合金组分表达式为Fe_aCo_bSi_cB_dCu_eM_fM’_g，其中M为V、Ta和Nb中的至少一种，M’为Ti、Zr、Hf、Ni、Ge、Cr、Mn、W、Zn、Sn、Sb、Mo、Y和Al中的至少一种，a、b、c、d、e、f和g分别表示对应元素的原子百分含量，并满足：74≤a≤82，0.01＜b≤5，5≤c≤15，4≤d≤13，0.2≤e≤1.5，1≤f≤4，0≤g≤1且a+b+c+d+e+f+g＝100；

(2)熔炼母合金：将步骤(1)中配好的Fe-Co-Si-B-Cu-M-M’合金的原料加入到熔炼炉的坩埚中，将合金原料熔炼均匀并除渣，然后将熔炼好的合金液冷却，获得成分均匀的母合金锭；

(3)制备非晶合金带材：称取步骤(2)中制得的Fe-Co-Si-B-Cu-M-M’母合金锭，将其在带材制备设备上重熔，待母合金完全熔化后，利用单辊熔体快淬法将合金液喷射到旋转的铜辊表面制备成非晶合金带材，制带过程中在喷嘴至带材剥离铜辊之间的部分沿铜辊宽度方向施加静态磁场；

(4)磁场热处理：将步骤(3)中制备的非晶合金带材放入磁场热处理设备中进行热处理以析出纳米晶晶粒，在整个热处理过程中施加沿带材宽度方向的磁场，热处理后降温、取出，得到非晶纳米晶合金材料。

2.根据权利要求1所述的高磁导率的非晶纳米晶合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的非晶纳米晶合金的组分表达式为Fe_aCo_bSi_cB_dCu_eM_fM’_g，其中M为V、Ta和Nb中的至少一种，M’为Ti、Zr、Hf、Ni、Ge、Cr、Mn、W、Zn、Sn、Sb、Mo、Y和Al中的至少一种，a、b、c、d、e、f和g分别表示对应元素的原子百分含量，并满足：75≤a≤81，0.1＜b≤3，8≤c≤15，5≤d≤10，0.5≤e≤1.2，1.5≤f≤3，0≤g≤1且a+b+c+d+e+f+g＝100。

3.根据权利要求1-2任一权利要求所述的高磁导率的非晶纳米晶合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中施加的静态磁场由一对直流电磁铁产生，其磁感应强度的大小由电磁铁线圈中的电流来控制和调节。

4.根据权利要求1-2任一权利要求所述的高磁导率的非晶纳米晶合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的非晶纳米晶合金是由非晶态的合金基体和均匀分布于基体中的尺寸为5-20nm范围的晶粒所组成的复合材料。

5.根据权利要求1-2任一权利要求所述的高磁导率的非晶纳米晶合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的热处理条件包括升温速率、保温温度、保温时间和施加的磁场强度。

6.根据权利要求1-2任一权利要求所述的高磁导率的非晶纳米晶合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的非晶纳米晶合金在高频下具有超高磁导率：在100kHz频率下的磁导率达到35000以上。