[发明专利]一种提高非晶磁性材料力学性能及磁性能的方法

说明书

本发明公开了一种提高非晶磁性材料力学性能及磁性能的方法，属于功能材料技术领域。该方法首先将非晶磁性材料在退火温度Ta条件下保温0.5‑1.5小时，T_a＝(T_c‑100K)～(T_c‑70K)，T_c为居里温度；然后快速加热到温度T并保温5‑30s，T低于晶化温度T_x；最后以大于300K/s的速率冷却。采用本发明方法处理后的非晶带材在不损失磁性的前提下的力学性能有明显的提高，改进了现有工艺下材料力学性能差的问题。

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种提高非晶磁性材料力学性能及磁性能的方法。

背景技术

磁性材料具有转换、存储和改变能量的功能，是重要的功能材料。其中软磁材料在磁性材料所占比例最大，包括非晶软磁合金与晶态软磁材料。非晶态的软磁材料通常是以Fe，Co，Ni等元素为主元素的非晶合金。与传统的晶态合金软磁材料相比，非晶态的软磁材料由于原子呈无序排列，没有晶体的各向异性特性，可具有高的导磁率和低的矫顽力，且电阻率高，铁损较传统的硅钢要低得多，是性能优异的软磁材料。因此，广泛应用于电器设备、电子设备的磁路和元器件等相关领域中。

然而，在Fe基等磁性非晶材料的制备过程中，由于快速冷却过程会使材料保留了极大的内应力，这种内应力通过磁弹耦合效应将在铁磁合金带中产生较大的应力磁各向异性。应力磁各向异性对非晶态合金的磁畴结构及其磁化过程起阻碍作用，进而影响合金的磁性能。

为了消除上述内应力，进一步提高材料的磁性能，目前通常采用等温退火的方式处理非晶软磁材料，即将该软磁材料置于居里温度以下某一温度进行一小时以上的保温处理。该过程会使材料弛豫从而导致材料的脆化，从而影响软磁材料的工业应用范围及使用寿命。此外，该退火过程时间较长，热处理效率低，而且仅能提高材料的磁性能。

专利CN 112226583 A公开了一种非晶合金带材的快热处理工艺，该方法选择在大于居里温度0-20℃的范围内进行保温，保温时长2-10min。该方法优化了退火工艺，缩短了热处理时间，提高了生产效率，但是非晶合金带材的力学性能未见报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种提高非晶磁性材料力学性能及磁性能的方法，该方法采用“两步”退火处理工艺，不仅缩短了传统的磁性材料生产的后处理时间，而且在保证产品磁性能不下降的同时还提高了产品的力学性能。解决了传统工艺中退火导致磁性材料脆化的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种提高非晶磁性材料力学性能及磁性能的方法，该方法包括如下步骤：

(1)高温退火处理：将非晶磁性材料在退火温度Ta条件下保温0.5-1.5小时，Ta＝(Tc-100K)～(Tc-70K)，Tc为居里温度；

(2)快速加热并保温：将经步骤(1)退火处理后的非晶磁性材料快速加热到温度T并保温5-30s，T低于晶化温度T_x；

(3)快速冷却：以大于300K/s的速率冷却。

所述非晶磁性材料为铁基、钴基或镍基非晶合金带材。

步骤(1)中，所述高温退火处理的保温时间为0.6-1.2小时。

步骤(2)中，加速到温度T过程的加热速率为50K/s。

步骤(2)中，T＝(Ta+90K)～(T_x-70K)，保温时间为8-30s。

步骤(3)中，冷却方式为冰水快速淬火或其他可使样品快速降温的方式。

本发明设计机理如下：