CN101373653A - 低Nb的纳米非晶与微晶软磁材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
低Nb的纳米非晶与微晶软磁材料，其组成是：Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3－xAlx，0.5≤X≤2.5其制备方法是：以纯度大于99.5％的纯铁、硅、硼、铌、铝金属按Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3－xAlx，组成进行配比，在真空或氩气氛电弧炉中熔炼3－5次，使其组成均匀化，熔炼炉的真空度优于3×10－3Pa；熔炼好的铸锭清洁表面后进行破碎，置于真空快淬炉中快淬成非晶条带，快淬炉真空度优于3×10－3Pa，线速度大于40m/s.，制备成的非晶条带置于真空炉中退火，时间0.5－2小时，温度：600－850℃使非晶材料转变为纳米材料。
Description
一.技术领域
本发明涉及纳米微晶软磁材料的组成及制备方法，尤其是采用Al取代Nb的低Nb(铌)的纳米非晶与微晶软磁材料。
二.背景技术
1988年日本Y.Yoshizawa等人在·J.Appl.Phys，64(1988)6044.刊物上报道了组成为Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-的纳米微晶软磁材料具有优良的软磁特性，并命名为“Finemet”.它具有高饱和磁化强度与高磁导率，因此很快就成为新型的软磁材料产品。继后，其他牌号的纳米微晶软磁也相继问世，其中常见于文献有下列2类：1990年报道的NANOPERM【Fe90Zr7B3】；1998年报道的HITPERM【(Fe，Co)88M7B4Cu1，M＝Zr，Nb，Hf，Ta】。虽然纳米微晶软磁材料性能很好，饱和磁化强度与磁导率均远高于铁氧体软磁，但由于成本和价格远远高于铁氧体，至今产量远低于软磁铁氧体。因此如NANOPERM与HITPERM牌号的产品如果具备成本价格优势，在应用上则具有很大的意义。
三.发明内容
本发明目的是：提出一种低Nb(铌)的纳米非晶与微晶软磁材料及制备方法，降低NANOPERM等含铌纳米微晶软磁材料成本和价格；尤其是是廉价的Al取代高价的Nb，提高性价比，拓宽这类高性能材料的应用范围。
本发明的技术方案是：低Nb(铌)的纳米非晶与微晶软磁材料，其特征是材料的组成是：Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xAlx，0.5≦X≦2.5，。
低Nb(铌)的纳米非晶与微晶软磁材料的制备方法是：纯度大于99.5％的纯铁、硅、硼、铌、铝金属按Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xAlx，组成进行配比，在真空或氩气氛电弧炉中熔炼3—5次，使其组成均匀化，熔炼炉的真空度优于3×10-3Pa.熔炼好的铸锭清洁表面后进行破碎，置于真空快淬炉中快淬成非晶条带，快淬炉真空度优于3×10-3Pa，线速度大于40m/s.，制备成的非晶条带置于真空炉中退火，时间0.5—2小时，温度：600—850℃使非晶材料转变为纳米材料。
本发明的有益效果是：这是一种低Nb(铌)的纳米非晶与微晶软磁材料及制备方法，降低了铁铌纳米微晶软磁材料成本和价格；提高了这类软磁材料的性价比，可以拓宽这类高性能材料的应用范围。
四、附图说明
图1是不同Al取代Nb量x样品磁谱(磁导率与频率的关系)的对比。图1中：A0-代表x＝0，无取代，为作对比的Finemet的组成，A5代表x＝0.5；A15代表x＝1.5，余类推，均指原子比。图1中1a为磁导率实部μ′与频率的关系曲线，图1中1b为磁导率虚部μ″与频率的关系曲线。由图显见，A5的试样磁导率高于A0样品。并推广应用适用于其他纳米微晶材料。
图2为A5样品在不同的测量交变磁场下的磁谱，图2中表明的数值为交变磁场的强度。图2中2a为磁导率实部μ′与频率的关系曲线，图2中2b为磁导率虚部μ″与频率的关系曲线
图3为不同取代量样品的晶粒尺寸以及矫顽力与取代量的关系曲线。
五、具体实施方式
本发明主要在牌号为Finemet的组成基础上，用Al取代Nb组成改变为：Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xAlx，0.5≦X≦2.5研究不同的取代量对磁性的影响。
样品的制备如下：采用纯度大于99.5％的金属作原材料，按分子式进行称重配方，在Ar气氛中进行真空熔炼成合金，熔炼的的温度高于组成的熔点温度，然后将合金块在充Ar气的快淬炉中快淬成非晶薄带，将非晶薄带挠成圆环状，置于真空炉中退火，温度600—850℃，时间0.5—2小时，使非晶材料转变为纳米材料，对不同配比的试样进行磁性测量，部分结果如图1—3所示。
具体实施例：
1.纯度大于99.5％的纯铁、硅、硼、铌、铝金属按Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xAlx，组成进行配比，其中x＝0，0.5，1.5，2.0，3.0，在真空电弧炉中反复熔炼3—5次，使其组成均匀化，熔炼炉的真空度优于3×10-3Pa.
2.熔炼好的铸锭清洁表面后进行破碎，置于真空快淬炉中快淬成非晶条带，快淬炉真空度优于3×10-3Pa。线速度大于40m/s.
3.制备成的非晶条带绕成圆环状，置于真空炉中退火，时间0.5—2小时，温度：600—850℃使非晶材料转变为纳米材料，.取出试样后，进行磁性测量，研究不同铝(Al)取代铌(Nb)对复量磁导率(μ＝μ′—jμ″)的影响与磁性的变化。
Claims (3)
1.低Nb的纳米非晶与微晶软磁材料，其特征是材料的组成是：Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xAlx，0.5≦X≦2.5，。
2.低Nb的纳米非晶与微晶软磁材料的制备方法，其特征是以纯度大于99.5％的纯铁、硅、硼、铌、铝金属按Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xAlx，组成进行配比，在真空或氩气氛电弧炉中熔炼3—5次，使其组成均匀化，熔炼炉的真空度优于3×10-3Pa；熔炼好的铸锭清洁表面后进行破碎，置于真空快淬炉中快淬成非晶条带，快淬炉真空度优于3×10-3Pa，线速度大于40m/s.，制备成的非晶条带置于真空炉中退火，时间0.5—2小时，温度：600—850℃使非晶材料转变为纳米材料。
3.根据权利要求2所述低Nb的纳米非晶与微晶软磁材料的制备方法，其特征是在Ar气氛中进行熔炼成合金，熔炼的的温度高于组成的熔点温度。
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