[发明专利]高饱和磁化强度铁基块体非晶态合金的制备方法

摘要

本发明公开了一种目前国际上饱和磁化强度最大铁基块体非晶合金材料，该合金化学分子式为(Fe₉₀Co₁₀)₈₂P₆C₇B₃Si₂。其制备如下：按目标成分所需原子比换算成质量百分比以后进行称量配料，然后在高纯氩气的保护下用火枪使它们合金到一起，再通过B₂O₃介质在高温炉中对合金长时间的提纯。提纯后，用超声波清洗后装入J形石英管，抽真空，最后在J形石英管中冲入低于一个大气压的氩气，接着将石英管放入高温炉使石英管中将合金熔化，等到合金完全熔化时接着用1.5×10⁵Pa的氩气将熔融的合金吹入J形石英管的细石英管中，然后迅速将J形石英管插入盐水中，冷却后得到目标样品。本发明制备出目前国际上最大的饱和磁化强度为1.65T(176emu/g)直径为1mm的铁基块体非晶合金，可广泛应用磁性材料等方面。

主权项

一种目前最大饱和磁化强度的铁基非晶态合金材料的制备方法及其它的特征：1）母合金锭子的熔炼：取一根用HF酸和硝酸比例为1:3浸泡过，再用去离子水在超声波清洗过的外径为15 mm/壁厚1 mm的粗石英试管，将设定铁基块体非晶态合金成分：利用精密天平，按照设定的合金成分正确称量组成合金的元素的原料放入该试管中，抽取真空至10Pa后，充入纯度为99%的氩气进行保护，调节火枪的可燃气体开关，使火枪的火焰温度逐步上升，直至样品完全熔化；并且在熔化过程中左右晃动石英管，以获得混合均匀的母合金锭子；2）块体非晶的制备：取一根用HF酸和硝酸比例为3:1浸泡过，再用去离子水在超声波清洗过的外径为15 mm/壁厚1 mm的粗石英试管，调节火枪的温度1400℃，将石英管放在火枪外焰并不断旋转石英管使它受热均匀至部分软化，然后迅速离开火焰，在空气中将石英管匀速拉成直径为1～2mm的细针并把针口用火枪封住，J形石英管是由一个外径为 15mm 的石英管与一个外径为 1～3mm，壁厚约0.1～0.3mm的薄壁细石英管相连构成；获得母合金锭子在熔融状态的无水B₂O₃和CaO之比为3:1的混合物中进行提纯，提纯时间为至少4h，提纯温度保持在1250℃，以减少合金样品中的杂质，并使其成分均匀；然后将氧化物净化技术处理后的合金样品取出，放入制得的J形石英管中；首先通过三通阀将J形石英管与机械泵接通， 将它抽到约5Pa的真空度，然后通过三通阀将J形石英管与氩气瓶接通，用氩气冲洗 J 形石英管，完成后再对 J 形石英管抽真空，然后再用氩气冲洗；如此反复三次，以确保J形石英管中的氧气绝大部分被排除；最后 J 形石英管中冲入略低于一个大气压的氩气，接着将石英管放入高温炉（高于合金的熔点低于石英管的熔点）中使石英管中将合金熔化，等到合金完全熔化时，然后用 1.5×10⁵Pa 的氩气将熔融的合金吹入 J 形石英管的细石英管中， 并再利用高温炉对合金样品加热，以确保合金样品处于熔融状态，然后迅速将J形石英管插入盐水中，使熔融合金样品迅速冷却，从而得到铁基块体非晶态合金棒材；铁基块体非晶合金材料的化学分子式(Fe₉₀Co₁₀)₈₂P₆C₇B₃Si₂，该铁基块体非晶合金的材料的组成元素Fe、Co、Fe₃P、C、B和Si的原料纯度为99.5%～99.9%；该铁基块体非晶合金的材料的饱和磁化强度J_s =1.65T(176emu/g)。