CN102403117B - Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法,涉及含稀土金属和磁性过渡金属的硬磁材料的磁体,所说的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的元素组成式为SmxCoyFezZruBvQw,式中限定元素组成范围的符号以原子百分比计满足:x+y+z+u+v+w=100,x=9.0~14.0,y=45.0~70.5,z=2.8~18.4,u=1.1~7.0,v=3.8~19.0,w=1.0~21.2,Q是由Nb、Al、Si、Cu和C中的1~4种元素组成,采用离心快淬甩带技术制备,由此制得的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体具有高的室温内禀矫顽力、高耐腐蚀性和高强度的优点。
Description
技术领域
本发明的技术方案涉及含稀土金属和磁性过渡金属的硬磁材料的磁体,具体地说是Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
背景技术
非晶态是指物质内部结构中原子呈长程无序排列的一种状态。1960年Klement等人(KlementW.,WillensR.H.,DuwezP.Non-crystallinestructureinsolidifiedgold-siliconalloys[J].Nature,1960,187:869-870)首次成功地将快淬技术应用于Au-Si合金的冷却,得到了具有非晶结构的合金,又称为金属玻璃。由于金属玻璃具有原子长程无序结构,兼具固体和液体、金属和玻璃的性质,使其表现出许多独特的性能,如优异的磁性能、高耐腐蚀性、高强度与超塑性的优点。
最近几年对稀土基非晶合金的研究发现,稀土Sc-,Nd-,Pr-,Gd-,Tb-,Dy-,Er-,Ho-,Tm-,Yb-,Lu-,La-基合金体系(LiS.,WangR.J.,PanM.X.,ZhaoD.Q.,WangW.H.FormationandpropertiesofRE55Al25Co20(RE=Y,Ce,La,Pr,Nd,Gd,Tb,Dy,HoandEr)bulkmetallicglasses[J].JNon-CrystSolids,2008,354(10-11):1080-1088)具有优异的玻璃形成能力(英文缩写为GFA)。更为值得注意的是,富Fe的Nd-与Pr-基合金不但具有较高的非晶形成能力,且在室温下表现出优异的硬磁性能;而不含Fe的Nd基金属玻璃,如Nd-Al-Co,Nd-Al-Ni-Cu等在室温下则表现为顺磁性;Nd16.7Co83.3-xBx(10≤x≤40)在300K(即室温)以上也表现为软磁特性,仅在2K时表现为硬磁性。
目前,对Sm-Co基非晶合金的磁性材料的研究更是如火如荼。CN100560774C公开了一种用铜模负压吸铸法制备的Sm-Al-Co系Sm基三元非晶合金,其成分范围为Smx(Al50-yCo50+y)100-x(x=50~58at.%,y=-10~+7at.%),其中Sm50Al25Co25具有最佳非晶形成能力,但根据该课题组的相关报道(LuC.L.,LiuH.M.,WangK.F,etal.MagneticpropertiesofSm-basedbulkmetallicsglasses[J].JMagnMagnMater,2010,322:2845-2850),该系列合金硬磁性能非常低,其中Sm52Al24Co24在300K(即室温)在2.4MA·m-1最大外磁场下测量,其剩磁与内禀矫顽力均趋于零,在最大外磁场下的磁化强度也只有约0.2Am2·kg-1。CN100575516C公开了一种Sm-Co二元合金非晶材料的制备方法,是通过真空感应熔炼法得到单相Sm-Co合金铸锭,将铸锭破碎成粉末颗粒后进行球磨以得到非晶态合金粉末,将粉末在模具中冷压成型后,通过放电等离子烧结得到SmCo2块状非晶。而该专利及其发表的相关论文(YanX.Q.,SongX.Y.,LuN.D.,etal.AnovelrouteforpreparingbinarySm-Cobulkamorphousalloys[J].MaterLett,2008,62:2862-2864)均没有涉及所制得材料的磁性能。但从理论上分析和推论,由于该合金中基本由全非晶态SmCo2相组成,缺少使合金的磁化强度与矫顽力提高的因素,因此该合金材料的硬磁性能应比较低。CN100595303C公开了一种制备单相Sm2Co17纳米晶块体材料的方法,即将金属Sm和Co按2∶17的原子摩尔比混合,通过真空感应熔炼制备Sm2Co17合金铸锭,将铸锭破碎后的粉末进行球磨得到非晶态合金粉末,在模具中用放电等离子烧结技术快速烧结粉末得到单相Sm2Co17纳米晶块体材料。尽管该专利没有公布所制得的Sm2Co17纳米晶块体材料的磁性能,但根据发表的相关论文(LuN.D.,SongX.Y.,LiuX.M.,etal.PreparationandmagneticpropertiesofamorphousandnanocrystallineSm2Co17alloys[J].Intermetallics,2010,18:1180-1184),知所有纳米晶块体的内禀矫顽力低于333.5kA·m-1。
总之,用现有技术制得的Sm-Co基非晶合金材料的室温内禀矫顽力都比较低。到目前为止,尚未出现在室温下具备高矫顽力的Sm基非晶合金材料的报道,更未见有高矫顽力的Sm-Co基非晶纳米晶合金材料的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法,该Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的组成式为SmxCoyFezZruBvQw,采用熔体离心快淬甩带技术制备,由此制得的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体具有高的室温内禀矫顽力,同时还具有Sm-Co非晶基合金体系的高耐腐蚀性和高强度的优点。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是:Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法,所说的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的元素组成式为SmxCoyFezZruBvQw,式中限定元素组成范围的符号以原子百分比计满足:x+y+z+u+v+w=100,x=9.0~14.0,y=45.0~70.5,z=2.8~18.4,u=1.1~7.0,v=3.8~19.0,w=1.0~21.2,Q是由Nb、Al、Si、Cu和C中的1~4种元素组成,其中每种元素占组成式SmxCoyFezZruBvQw总量的相对含量以原子百分比计为:2.0~4.7%Nb,2.0~5.7%Al,4.0~14.0%Si,0.8~4.0%Cu,1.0~10.1%C,薄带的厚度为19μm~78μm,主晶相的平均晶粒尺寸是10nm~58nm,采用熔体离心快淬甩带技术,具体步骤选用下述两种工艺中的任意一种:
第一种工艺,采用真空电弧熔炼炉或真空感应熔炼炉
第一步,原料配制
按照原料配比SmxCoyFezZruBvQw,式中限定元素组成范围的符号以原子百分比计满足:x+y+z+u+v+w=100,x=9.0~14.0,y=45.0~70.5,z=2.8~18.4,u=11~7.0,v=3.8~19.0,w=1.0~21.2,Q是由Nb、Al、Si、Cu和C中的1~4种元素组成,其中每种元素占组成式SmxCoyFezZruBvQw总量的相对含量以原子百分比计为:2.0~4.7%Nb,2.0~5.7%Al,4.0~14.0%Si,0.8~4.0%Cu,1.0~10.1%C,称取上述SmxCoyFezZruBvQw式中所涉及到的原料:纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Al,纯Si、纯Cu及纯石墨C粉,由此完成原料配制;
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉或真空感应熔炼炉坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa~10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得SmxCoyFezZruBvQw母合金铸锭;
第三步,Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的SmxCoyFezZruBvQw母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以5m·s-1~50m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮或铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体。
第二种工艺,采用真空熔炼快淬连续炉
第一步,原料配制
同第一种工艺的第一步;
第二步,Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼快淬连续炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa~10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后直接在以5m·s-1~50m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼锟轮或铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体;
由上述两种工艺制得的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的元素组成式为SmxCoyFezZruBvQw、薄带厚度为19μm~78μm和主晶相的平均晶粒尺寸是10nm~58nm。
上述Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法,在所述第一步原料配制中,优选的方法是在第一步原料配制的基础上,再额外添加按上述原料配比SmxCoyFezZruBvQw所称取纯Sm的质量百分比3%~8%的纯Sm,并由此完成原料配制。
上述Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法,所制得的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场充磁后具有488.7kA·m-1~1559.1kA·m-1的内禀矫顽力,剩磁最大可以达到44.8Am2·kg-1,在1.6MA·m-1外磁场下的磁化强度最大可以达到63.6Am2·kg-1;在7.2MA·m-1外磁场充磁后具有525.4kA·m-1~1737.9kA·m-1的内禀矫顽力,剩磁最大可以达到47.6Am2·kg-1,在7.2MA·m-1外磁场下的磁化强度最大可以达到75.5Am2·kg-1。
上述Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法,所用到的原料都是通过商购获得的,所用到的设备均为公知的化工设备,所用到的工艺操作方法均为本技术领域的技术人员所熟知的。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比,本发明的突出的实质性特点在于:有关研究证明,低元的Sm-Co系合金是很难得到非晶结构的。然而目前对Sm基非晶的研究仅局限于三元Sm-(Co,Fe)-Al或四元Sm-(Co,Fe)-M-Al,成分也主要参考Nd60Fe30Al10体系。本发明的发明人从传统的Sm-Co-Cu-Fe-Zr合金的钉扎型矫顽力机制出发,经过反复研究得出要提高磁体的性能,需从多元体系考虑的结论。实践确实证明,在本发明的Sm-Co基合金中加入Al、Si、Cu、C和B提高了合金的玻璃形成能力,改善了其润湿性,并提高了磁体矫顽力;Fe的加入提高了非晶基体及纳米团簇的磁矩;添加Zr和Nb则通过影响晶粒的微结构改善合金的磁性能。另外本发明合金的基本元素是Sm-Co,且其原子比Sm∶Co≈1∶5,有助于获得高矫顽力的Sm-Co相。此外,增加Co含量可以提高Sm基合金的居里温度;增加低熔点组元可以降低液相线温度,使合金中出现多元共晶点,并使不同原子大小相互匹配,有助于得到拓朴学密排结构,促进元素间形成短程有序结构。本发明的再一个突出的实质性特点是,本发明Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法利用了熔体快淬技术,得到了一种由Sm-Co基的非晶基体与适当含量的晶态相组成的体系,得到的晶态相基本上是纳米团簇,使形成一定含量的纳米晶团簇磁性相,即分散的纳米晶粒。适当含量的纳米晶磁性团簇分布于非晶相基体上,具有易磁化轴和大的单轴磁各向异性且随机分布的纳米晶磁性团簇间可以通过交换耦合产生强的磁性相互作用,非晶基体相、顺磁性相、晶界以及不均匀的磁性区等可以作为畴壁钉扎位以提高材料的矫顽力,从而在室温下得到非晶基体上纳米晶磁性团簇耦合型与钉扎相钉扎畴壁型共存的高矫顽力Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体。
与现有技术相比,本发明的显著进步是:采用磁强计测量磁体的磁性能显示,用本发明方法制得的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体,在室温下,在4.8MA·m-1外磁场充磁后具有488.7kA·m-1~1559.1kA·m-1的内禀矫顽力,剩磁最大可以达到44.8Am2·kg-1,在1.6MA·m-1外磁场下的磁化强度最大可以达到63.6Am2·kg-1;在7.2MA·m-1外磁场充磁后具有525.4kA·m-1~1737.9kA·m-1的内禀矫顽力,剩磁最大可以达到47.6Am2·kg-1,在7.2MA·m-1外磁场下的磁化强度最大可以达到75.5Am2·kg-1,大大地超过了现有技术所制得的Sm-Co基非晶合金的磁性材料的室温矫顽力和其他磁性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例1之Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)母合金铸锭的X射线衍射图谱。
图2为本发明实施例1之Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱。
图3为本发明实施例1之Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体表面的扫描电子显微图像。
图4为本发明实施例1之Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的磁滞回线。
图5为本发明实施例1~5之Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱的对照图。
图6为本发明实施例6之Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱。
图7为本发明实施例6之Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0)非晶纳米晶薄带磁体的磁滞回线。
图8为本发明实施例7之Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱。
图9为本发明实施例7之Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体的磁滞回线。
图10为本发明实施例8之Sm11.6Co60.7Fe15.7Zr7.0B4.0(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体的磁滞回线。
图11为本发明实施例9之Sm12.1Co60.6Fe8.1Zr4.0B5.1(C10.1)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱。
图12为本发明实施例9之Sm12.1Co60.6Fe8.1Zr4.0B5.1(C10.1)非晶纳米晶薄带磁体的磁滞回线。
图13为本发明实施例10之Sm13.2Co70.5Fe5.0Zr1.1B7.2(Nb2.2Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱。
图14为本发明实施例10之Sm13.2Co70.5Fe5.0Zr1.1B7.2(Nb2.2Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体的磁滞回线。
具体实施方式
实施例1
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Al、纯Si和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比3%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)母合金铸锭。
图1是Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)母合金铸锭的X射线衍射图谱。铸锭的主相为Sm(Co,M)7相,次相为Sm2(Co,M)7以及Sm(Fe,M)3,其中M为原料中除Sm与Co之外的其它固溶原子(下同);另外还有少量的AlCo2Nb、ZrCo3B2和BFe2杂相。
第三步,Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为32.4μm的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体,其X射线衍射图谱如图2所示,可见主衍射峰漫散射严重,表明合金中形成了较多的非晶相,但还可以肯定有Sm(Co,M)7、Sm2(Co,M)7以及Sm(Fe,M)3相的衍射峰,说明该薄带磁体物相组成是非晶态基体与晶态相共存,应用谢乐公式估算,其主晶相Sm(Co,M)7的平均晶粒尺寸为24nm。Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体表面的扫描电子显微图像如图3所示,可以看出,该薄带磁体由小于200nm的晶粒组成,晶粒之间可见明显的晶界。所制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量磁性能,其内禀矫顽力为884.7kA·m-1,剩磁为14.7Am2·kg-1,最大磁化强度为19.0Am2·kg-1,其磁滞回线示于图4。
实施例2
除将实施例1中第三步的冷却钼辊轮旋转的圆周速度,即熔体的快淬速度变为5m·s-1之外,其他均同实施例1,所制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的磁性能、厚度及主晶相的平均晶粒尺寸参数见表1。
实施例3
除将实施例1中第三步的冷却钼辊轮旋转的圆周速度,即熔体的快淬速度变为15m·s-1之外,其他均同实施例1,所制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的磁性能、厚度及主晶相的平均晶粒尺寸参数见表1。
实施例4
除将实施例1中第三步的冷却钼辊轮旋转的圆周速度,即熔体的快淬速度变为25m·s-1之外,其他均同实施例1,所制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的磁性能、厚度及主晶相的平均晶粒尺寸参数见表1。
实施例5
除将实施例1中第三步的冷却钼辊轮旋转的圆周速度,即熔体的快淬速度变为50m·s-1之外,其他均同实施例1,所制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的磁性能、厚度及主晶相的平均晶粒尺寸参数见表1。
实施例2~5中所制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量磁滞回线,所得磁性能如表1所示。
表1.Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)合金在不同快淬速度下制得的薄带磁体的磁性能、厚度及主晶相的平均晶粒尺寸
图5是Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)合金在实施例1~5中以不同快淬速度得到的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱对照图。其中(a)为Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)母合金铸锭的X射线衍射图谱,(b)为实施例2快淬速度为5m·s-1制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱,(c)为实施例3快淬速度为15m·s-1制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱,(d)为实施例4快淬速度为25m·s-1制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱,(e)为实施例1快淬速度为40m·s-1制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱,(f)为实施例5快淬速度为50m·s-1制得的Sm11.3Co56.6Fe7.5Zr4.7B3.8(Nb4.7Al5.7Si4.7C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱。通过对照可见,由于主衍射峰出现了不同程度的宽化,说明所有快淬薄带磁体中都形成了不同含量的非晶,利用谢乐公式对宽化的主衍射峰计算可知,主晶相的平均晶粒尺寸均≤58nm。这说明不同含量的非晶态基体与晶态物相的组成直接决定了Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体最终的磁性能。
实施例6
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Cu、纯Al和纯Si,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0)母合金铸锭。
第三步,Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为45.3μm的Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0)非晶纳米晶薄带磁体,其X射线衍射图谱如图6所示,衍射峰漫散射严重,说明该薄带磁体物相组成是非晶态基体与晶态相共存,即该薄带磁体由非晶相与Sm(Co,M)7型主晶相组成,应用谢乐公式估算,其主晶相的平均晶粒尺寸为29nm。该Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B4.0(Cu4.0Al2.0Si6.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为1010.0kA·m-1,剩磁为33Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为42.4Am2·kg-1,磁滞回线示于图7。
实施例7
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金和纯Cu,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比8%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0)母合金铸锭。
第三步,Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为23.5μm的Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体,其X射线衍射图谱如图8所示,可见除Sm(Co,M)7主晶相的一个最强衍射峰较明锐外,其余衍射峰都已发生非晶漫散射,说明该薄带磁体物相组成是非晶态基体与晶态相共存,利用谢乐公式对最强衍射峰计算,得到主晶相的平均晶粒尺寸为47nm。该Sm11.2Co58.8Fe18.4Zr6.8B3.8(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为1559.1kA·m-1,剩磁为35.9Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为42.0Am2·kg-1,剩磁比为0.855,所得磁滞回线如图9所示;在外磁场为7.2MA·m-1的多功能物性测量系统上测量,其内禀矫顽力为1737.9kA·m-1,剩磁为36.2Am2·kg-1,在外磁场为7.2MA·m-1的最大磁化强度为50.8Am2·kg-1,剩磁比为0.713。
实施例8
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.6Co60.7Fe15.7Zr7.0B4.0(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.6Co60.7Fe15.7Zr7.0B4.0(Cu1.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金和纯Cu,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比8%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空感应熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.6Co60.7Fe15.7Zr7.0B4.0(Cu1.0)母合金铸锭。
第三步,Sm11.6Co60.7Fe15.7Zr7.0B4.0(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.6Co60.7Fe15.7Zr7.0B4.0(Cu1.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以50m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为19.0μm的Sm11.6Co60.7Fe15.7Zr7.0B4.0(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体,其主晶相的平均晶粒尺寸为10nm。该Sm11.6Co60.7Fe15.7Zr7.0B4.0(Cu1.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,得到的内禀矫顽力为1245.3kA·m-1,剩磁为34.8Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为45.5Am2·kg-1,所得磁滞回线如图10所示。
实施例9
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm12.1Co60.6Fe8.1Zr4.0B5.1(C10.1)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm12.1Co60.6Fe8.1Zr4.0B5.1(C10.1),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,Sm12.1Co60.6Fe8.1Zr4.0B5.1(C10.1)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼快淬连续炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后直接在以5m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为49.8μm的Sm12.1Co60.6Fe8.1Zr4.0B5.1(C10.1)非晶纳米晶薄带磁体,其X射线衍射图谱如图11所示,说明该薄带磁体物相组成是非晶态基体与晶态相共存,主晶相的平均晶粒尺寸为56nm。该Sm12.1Co60.6Fe8.1Zr4.0B5.1(C10.1)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,得到内禀矫顽力为522.3kA·m-1,剩磁为28.3Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为52.9Am2·kg-1,所得磁滞回线如图12所示。
实施例10
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm13.2Co70.5Fe5.0Zr1.1B7.2(Nb2.2Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm13.2Co70.5Fe5.0Zr1.1B7.2(Nb2.2Cu0.8),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb和纯Cu,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比6%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,Sm13.2Co70.5Fe5.0Zr1.1B7.2(Nb2.2Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼快淬连续炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后直接在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为53.2μm的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体,其X射线衍射图谱如图13所示,说明该薄带磁体物相组成是非晶态基体与晶态相共存,主晶相的平均晶粒尺寸为35nm。该Sm13.2Co70.5Fe5.0Zr1.1B7.2(Nb2.2Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,得到内禀矫顽力为488.7kA·m-1,剩磁为32.0Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为57.8Am2·kg-1,所得磁滞回线如图14所示;在外磁场为7.2MA·m-1的多功能物性测量系统上测量,内禀矫顽力为525.4kA·m-1,剩磁为35.3Am2·kg-1,在外磁场为7.2MA·m-1的最大磁化强度为71.9Am2·kg-1。
实施例11
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B7.8(Nb2.3Al3.2Si11.9Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B7.8(Nb2.3Al3.2Si11.9Cu0.8),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Al、纯Si和纯Cu,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比4%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B7.8(Nb2.3Al3.2Si11.9Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼快淬连续炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后直接在以50m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为20.4μm的Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B7.8(Nb2.3Al3.2Si11.9Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为15nm。该Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B7.8(Nb2.3Al3.2Si11.9Cu0.8)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,得到内禀矫顽力为785.2kA·m-1,剩磁为15.1Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为20.4Am2·kg-1。
实施例12
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B9.0(Nb3.0Si6.0Cu1.0C3.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B9.0(Nb3.0Si6.0Cu1.0C3.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Si、纯Cu和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比3%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B9.0(Nb3.0Si6.0Cu1.0C3.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼快淬连续炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后直接在以45m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为23.6μm的Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B9.0(Nb3.0Si6.0Cu1.0C3.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为19nm。该Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B9.0(Nb3.0Si6.0Cu1.0C3.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,得到内禀矫顽力为782.7kA·m-1,剩磁为16.4Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为30.9Am2·kg-1。
实施例13
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm9.0Co45.0Fe5.0Zr5.0B14.8(Cu1.2Al2.0Si14.0C4.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm9.0Co45.0Fe5.0Zr5.0B14.8(Cu1.2Al2.0Si14.0C4.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Cu、纯Al、纯Si和纯石墨C粉,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm9.0Co45.0Fe5.0Zr5.0B14.8(Cu1.2Al2.0Si14.0C4.0)母合金铸锭。
第三步,Sm9.0Co45.0Fe5.0Zr5.0B14.8(Cu1.2Al2.0Si14.0C4.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm9.0Co45.0Fe5.0Zr5.0B14.8(Cu1.2Al2.0Si14.0C4.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以25m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为54.0μm的Sm9.0Co45.0Fe5.0Zr5.0B14.8(Cu1.2Al2.0Si14.0C4.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为32nm。该Sm9.0Co45.0Fe5.0Zr5.0B14.8(Cu1.2Al2.0Si14.0C4.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为696.8kA·m-1,剩磁为32.7Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为50.4Am2·kg-1。
实施例14
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B7.3(Nb3.5Cu1.2Al2.0C2.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B7.3(Nb3.5Cu1.2Al2.0C2.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Cu、纯Al和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比6%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B7.3(Nb3.5Cu1.2Al2.0C2.0)母合金铸锭。
第三步,Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B7.3(Nb3.5Cu1.2Al2.0C2.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B7.3(Nb3.5Cu1.2Al2.0C2.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以50m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为21.8μm的Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B7.3(Nb3.5Cu1.2Al2.0C2.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为13nm。该Sm11.6Co60.7Fe8.0Zr3.7B7.3(Nb3.5Cu1.2Al2.0C2.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为1033.3kA·m-1,剩磁为31.9Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为45.2Am2·kg-1。
实施例15
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B15.2(Nb2.4Al2.1Si6.9)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B15.2(Nb2.4Al2.1Si6.9),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Al和纯Si,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比8%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B15.2(Nb2.4Al2.1Si6.9)母合金铸锭。
第三步,Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B15.2(Nb2.4Al2.1Si6.9)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B15.2(Nb2.4Al2.1Si6.9)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以5m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为65.0μm的Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B15.2(Nb2.4Al2.1Si6.9)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为48nm。该Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B15.2(Nb2.4Al2.1Si6.9)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为915.8kA·m-1,剩磁为30.0Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为42.8Am2·kg-1。
实施例16
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B14.0(Nb2.0Cu2.0Al2.2)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B14.0(Nb2.0Cu2.0Al2.2),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Cu和纯Al,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比7%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B14.0(Nb2.0Cu2.0Al2.2)母合金铸锭。
第三步,Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B14.0(Nb2.0Cu2.0Al2.2)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B14.0(Nb2.0Cu2.0Al2.2)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以15m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为54.2μm的Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B14.0(Nb2.0Cu2.0Al2.2)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为46nm。该Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B14.0(Nb2.0Cu2.0Al2.2)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为687.5kA·m-1,剩磁为20.7Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为30.0Am2·kg-1。
实施例17
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm13.1Co64.5Fe2.8Zr3.0B6.6(Nb3.5Al4.5C2.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm13.1Co64.5Fe2.8Zr3.0B6.6(Nb3.5Al4.5C2.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Al和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比4%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm13.1Co64.5Fe2.8Zr3.0B6.6(Nb3.5Al4.5C2.0)母合金铸锭。
第三步,Sm13.1Co64.5Fe2.8Zr3.0B6.6(Nb3.5Al4.5C2.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm13.1Co64.5Fe2.8Zr3.0B6.6(Nb3.5Al4.5C2.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为46.3μm的Sm13.1Co64.5Fe2.8Zr3.0B6.6(Nb3.5Al4.5C2.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为33nm。该Sm13.1Co64.5Fe2.8Zr3.0B6.6(Nb3.5Al4.5C2.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为519.1kA·m-1,剩磁为30.3Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为41.1Am2·kg-1。
实施例18
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Nb2.5Si8.0Cu2.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Nb2.5Si8.0Cu2.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Si和纯Cu,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比3%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Nb2.5Si8.0Cu2.0)母合金铸锭。
第三步,Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Nb2.5Si8.0Cu2.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Nb2.5Si8.0Cu2.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以25m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为54.5μm的Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Nb2.5Si8.0Cu2.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为37nm。该Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Nb2.5Si8.0Cu2.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为1240.3kA·m-1,剩磁为35.0Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为42.5Am2·kg-1。
实施例19
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B13.0(Nb2.4Si6.9C4.3)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B13.0(Nb2.4Si6.9C4.3),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Si和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B13.0(Nb2.4Si6.9C4.3)母合金铸锭。
第三步,Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B13.0(Nb2.4Si6.9C4.3)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B13.0(Nb2.4Si6.9C4.3)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以10m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为59.4μm的Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B13.0(Nb2.4Si6.9C4.3)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为39nm。该Sm10.8Co56.0Fe4.2Zr2.4B13.0(Nb2.4Si6.9C4.3)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为716.9kA·m-1,剩磁为31.1Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为40.4Am2·kg-1。
实施例20
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B10.0(Al2.2Si5.5C2.5)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B10.0(Al2.2Si5.5C2.5),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Al、纯Si和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B10.0(Al2.2Si5.5C2.5)母合金铸锭。
第三步,Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B10.0(Al2.2Si5.5C2.5)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B10.0(Al2.2Si5.5C2.5)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以35m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为42.7μm的Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B10.0(Al2.2Si5.5C2.5)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为34nm。该Sm12.3Co60.5Fe3.8Zr3.2B10.0(Al2.2Si5.5C2.5)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为938.2kA·m-1,剩磁为34.1Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为44.2Am2·kg-1。
实施例21
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Si8.3Cu2.0C2.2)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Si8.3Cu2.0C2.2),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Si、纯Cu和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比4%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Si8.3Cu2.0C2.2)母合金铸锭。
第三步,Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Si8.3Cu2.0C2.2)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Si8.3Cu2.0C2.2)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为39.8μm的Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Si8.3Cu2.0C2.2)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为33nm。该Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B12.0(Si8.3Cu2.0C2.2)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为1281.9kA·m-1,剩磁为25.0Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为32.1Am2·kg-1。
实施例22
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm12.1Co63.6Fe8.1Zr4.0B5.1(Nb3.9Cu1.4C1.8)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm12.1Co63.6Fe8.1Zr4.0B5.1(Nb3.9Cu1.4C1.8),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Cu和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空感应熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm12.1Co63.6Fe8.1Zr4.0B5.1(Nb3.9Cu1.4C1.8)母合金铸锭。
第三步,Sm12.1Co63.6Fe8.1Zr4.0B5.1(Nb3.9Cu1.4C1.8)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm12.1Co63.6Fe8.1Zr4.0B5.1(Nb3.9Cu1.4C1.8)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以30m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为48.6μm的Sm12.1Co63.6Fe8.1Zr4.0B5.1(Nb3.9Cu1.4C1.8)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为34nm。该Sm12.1Co63.6Fe8.1Zr4.0B5.1(Nb3.9Cu1.4C1.8)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为508.9kA·m-1,剩磁为39.6Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为57.7Am2·kg-1。
实施例23
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B18.0(Al4.0Cu1.0C3.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B18.0(Al4.0Cu1.0C3.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Al、纯Cu和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比6%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空感应熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B18.0(Al4.0Cu1.0C3.0)母合金铸锭。
第三步,Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B18.0(Al4.0Cu1.0C3.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B18.0(Al4.0Cu1.0C3.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为41.9μm的Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B18.0(Al4.0Cu1.0C3.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为19nm。该Sm11.0Co55.0Fe3.0Zr5.0B18.0(Al4.0Cu1.0C3.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为610.4kA·m-1,剩磁为23.4Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为38.6Am2·kg-1。
实施例24
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm13.1Co64.3Fe3.0Zr3.0B8.6(Nb3.5Al4.5)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm13.1Co64.3Fe3.0Zr3.0B8.6(Nb3.5Al4.5),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb和纯Al,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空感应熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm13.1Co64.3Fe3.0Zr3.0B8.6(Nb3.5Al4.5)母合金铸锭。
第三步,Sm13.1Co64.3Fe3.0Zr3.0B8.6(Nb3.5Al4.5)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm13.1Co64.3Fe3.0Zr3.0B8.6(Nb3.5Al4.5)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以5m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为60.3μm的Sm13.1Co64.3Fe3.0Zr3.0B8.6(Nb3.5Al4.5)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为42nm。该Sm13.1Co64.3Fe3.0Zr3.0B8.6(Nb3.5Al4.5)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为709.2kA·m-1,剩磁为22.0Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为28.4Am2·kg-1。
实施例25
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm13.5Co63.0Fe3.0Zr1.5B4.0(Nb2.0Si13.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm13.5Co63.0Fe3.0Zr1.5B4.0(Nb2.0Si13.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb和纯Si,由此完成原料配制。
第二步,Sm13.5Co63.0Fe3.0Zr1.5B4.0(Nb2.0Si13.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼快淬连续炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后直接在以35m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为44.5μm的Sm13.5Co63.0Fe3.0Zr1.5B4.0(Nb2.0Si13.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为36nm。该Sm13.5Co63.0Fe3.0Zr1.5B4.0(Nb2.0Si13.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,得到内禀矫顽力为727.4kA·m-1,剩磁为34.6Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为46.9Am2·kg-1。
实施例26
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B17.5(Nb4.5C2.5)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B17.5(Nb4.5C2.5),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B17.5(Nb4.5C2.5)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼快淬连续炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后直接在以50m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为25.6μm的Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B17.5(Nb4.5C2.5)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为24nm。该Sm10.6Co57.4Fe4.0Zr3.5B17.5(Nb4.5C2.5)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,得到内禀矫顽力为1231.3kA·m-1,剩磁为36.8Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为44.9Am2·kg-1。
实施例27
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.0Co57.5Fe4.0Zr3.5B17.5(Al2.5Si4.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.0Co57.5Fe4.0Zr3.5B17.5(Al2.5Si4.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Al和纯Si,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.0Co57.5Fe4.0Zr3.5B17.5(Al2.5Si4.0)母合金铸锭。
第三步,Sm11.0Co57.5Fe4.0Zr3.5B17.5(Al2.5Si4.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.0Co57.5Fe4.0Zr3.5B17.5(Al2.5Si4.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以35m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为38.5μm的Sm11.0Co57.5Fe4.0Zr3.5B17.5(Al2.5Si4.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为31nm。该Sm11.0Co57.5Fe4.0Zr3.5B17.5(Al2.5Si4.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为520.7kA·m-1,剩磁为38.8Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为53.2Am2·kg-1。
实施例28
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.5Co60.0Fe4.2Zr3.5B17.5(Al2.2Cu1.1)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.5Co60.0Fe4.2Zr3.5B17.5(Al2.2Cu1.1),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Al和纯Cu,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.5Co60.0Fe4.2Zr3.5B17.5(Al2.2Cu1.1)母合金铸锭。
第三步,Sm11.5Co60.0Fe4.2Zr3.5B17.5(Al2.2Cu1.1)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.5Co60.0Fe4.2Zr3.5B17.5(Al2.2Cu1.1)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以5m·s-1的圆周速度旋转的冷却铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为72.4μm的Sm11.5Co60.0Fe4.2Zr3.5B17.5(Al2.2Cu1.1)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为52nm。该Sm11.5Co60.0Fe4.2Zr3.5B17.5(Al2.2Cu1.1)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为672.8kA·m-1,剩磁为25.2Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为42.3Am2·kg-1。
实施例29
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm13.5Co63.5Fe6.0Zr6.8B6.8(Al2.2C1.2)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm13.5Co63.5Fe6.0Zr6.8B6.8(Al2.2C1.2),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Al和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm13.5Co63.5Fe6.0Zr6.8B6.8(Al2.2C1.2)母合金铸锭。
第三步,Sm13.5Co63.5Fe6.0Zr6.8B6.8(Al2.2C1.2)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm13.5Co63.5Fe6.0Zr6.8B6.8(Al2.2C1.2)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为29.8μm的Sm13.5Co63.5Fe6.0Zr6.8B6.8(Al2.2C1.2)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为22nm。该Sm13.5Co63.5Fe6.0Zr6.8B6.8(Al2.2C1.2)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为1389.7kA·m-1,剩磁为44.8Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为63.6Am2·kg-1;在外磁场为7.2MA·m-1的多功能物性测量系统上测量,其内禀矫顽力为1421.6kA·m-1,剩磁为47.6Am2·kg-1,在外磁场为7.2MA·m-1的最大磁化强度为75.5Am2·kg-1。
实施例30
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.2Co58.8Fe4.0Zr6.8B10.0(Si8.0Cu1.2)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.2Co58.8Fe4.0Zr6.8B10.0(Si8.0Cu1.2),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Si和纯Cu,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.2Co58.8Fe4.0Zr6.8B10.0(Si8.0Cu1.2)母合金铸锭。
第三步,Sm11.2Co58.8Fe4.0Zr6.8B10.0(Si8.0Cu1.2)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.2Co58.8Fe4.0Zr6.8B10.0(Si8.0Cu1.2)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以30m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为30.6μm的Sm11.2Co58.8Fe4.0Zr6.8B10.0(Si8.0Cu1.2)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为23nm。该Sm11.2Co58.8Fe4.0Zr6.8B10.0(Si8.0Cu1.2)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为1462.0kA·m-1,剩磁为44.4Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为59.2Am2·kg-1。
实施例31
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B8.5(Si12.0C1.5)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B8.5(Si12.0C1.5),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Si和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B8.5(Si12.0C1.5)母合金铸锭。
第三步,Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B8.5(Si12.0C1.5)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B8.5(Si12.0C1.5)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以5m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为56.7μm的Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B8.5(Si12.0C1.5)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为34nm。该Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B8.5(Si12.0C1.5)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为889.1kA·m-1,剩磁为10.6Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为13.3Am2·kg-1。
实施例32
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm11.6Co60.7Fe14.5Zr7.0B4.0(Cu1.2C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm11.6Co60.7Fe14.5Zr7.0B4.0(Cu1.2C1.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Cu和纯石墨C粉,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm11.6Co60.7Fe14.5Zr7.0B4.0(Cu1.2C1.0)母合金铸锭。
第三步,Sm11.6Co60.7Fe14.5Zr7.0B4.0(Cu1.2C1.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm11.6Co60.7Fe14.5Zr7.0B4.0(Cu1.2C1.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为38.0μm的Sm11.6Co60.7Fe14.5Zr7.0B4.0(Cu1.2C1.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为29nm。该Sm11.6Co60.7Fe14.5Zr7.0B4.0(Cu1.2C1.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为502.6kA·m-1,剩磁为32.8Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为48.7Am2·kg-1。
实施例33
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm12.5Co57.5Fe5.0Zr3.0B19.0(Nb3.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm12.5Co57.5Fe5.0Zr3.0B19.0(Nb3.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金和纯Nb,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm12.5Co57.5Fe5.0Zr3.0B19.0(Nb3.0)母合金铸锭。
第三步,Sm12.5Co57.5Fe5.0Zr3.0B19.0(Nb3.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm12.5Co57.5Fe5.0Zr3.0B19.0(Nb3.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以25m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为54.6μm的Sm12.5Co57.5Fe5.0Zr3.0B19.0(Nb3.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为33nm。该Sm12.5Co57.5Fe5.0Zr3.0B19.0(Nb3.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为753.3kA·m-1,剩磁为32.7Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为48.1Am2·kg-1。
实施例34
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm14.0Co70.5Fe4.0Zr3.5B6.0(Al2.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm14.0Co70.5Fe4.0Zr3.5B6.0(Al2.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金和纯Al,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm14.0Co70.5Fe4.0Zr3.5B6.0(Al2.0)母合金铸锭。
第三步,Sm14.0Co70.5Fe4.0Zr3.5B6.0(Al2.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm14.0Co70.5Fe4.0Zr3.5B6.0(Al2.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以40m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为32.6μm的Sm14.0Co70.5Fe4.0Zr3.5B6.0(Al2.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为34nm。该Sm14.0Co70.5Fe4.0Zr3.5B6.0(Al2.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为772.5kA·m-1,剩磁为34.7Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为48.0Am2·kg-1。
实施例35
Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体之Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B10.0(Si12.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备方法。
第一步,原料配制
按照以原子百分比计的原料配比Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B10.0(Si12.0),称取原料纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金和纯Si,在配料时额外添加按上述原料配比所称取纯Sm的质量百分比5%的纯Sm,由此完成原料配制。
第二步,熔化原料制备母合金铸锭
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B10.0(Si12.0)母合金铸锭。
第三步,Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B10.0(Si12.0)非晶纳米晶薄带磁体的制备
将第二步制得的Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B10.0(Si12.0)母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以30m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮上进行熔体快淬,由此制得薄带厚度为40.1μm的Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B10.0(Si12.0)非晶纳米晶薄带磁体,其中非晶相为基体,主晶相的平均晶粒尺寸为27nm。该Sm12.0Co60.0Fe4.0Zr2.0B10.0(Si12.0)非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场中充磁后,在外磁场为1.6MA·m-1的振动样品磁强计上测量,其内禀矫顽力为692.7kA·m-1,剩磁为24.4Am2·kg-1,在外磁场为1.6MA·m-1的最大磁化强度为40.0Am2·kg-1。
上述实施例11~35同实施例1~10一样,可以经测试得出相应的非晶纳米晶薄带磁体的X射线衍射图谱和磁滞回线,从相应的X射线衍射图谱说明该薄带磁体物相组成是非晶态基体相与晶态相共存;从相应的磁滞回线,显示出该非晶纳米晶薄带磁体的磁性能。
上述所有实施例中,所用到的原料都是通过商购获得的,所用到的设备均为公知的化工设备,所用到的工艺操作方法均为本技术领域的技术人员所熟知的。
Claims (2)
1.Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法,其特征在于:所说的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的元素组成式为SmxCoyFezZruBvQw,式中限定元素组成范围的符号以原子百分比计满足:x+y+z+u+v+w=100,x=9.0~14.0,y=45.0~70.5,z=2.8~18.4,u=1.1~7.0,v=3.8~19.0,w=1.0~21.2,Q是由Nb、Al、Si、Cu和C中的1~4种元素组成,其中每种元素占组成式SmxCoyFezZruBvQw总量的相对含量以原子百分比计为:2.0~4.7%Nb,2.0~5.7%Al,4.0~14.0%Si,0.8~4.0%Cu,1.0~10.1%C,薄带的厚度为19μm~78μm,主晶相的平均晶粒尺寸是10nm~58nm,采用熔体离心快淬甩带技术,具体步骤选用下述两种工艺中的任意一种:
第一种工艺,采用真空电弧熔炼炉或真空感应熔炼炉:
第一步,原料配制:
按照原料配比SmxCoyFezZruBvQw,式中限定元素组成范围的符号以原子百分比计满足:x+y+z+u+v+w=100,x=9.0~14.0,y=45.0~70.5,z=2.8~18.4,u=1.1~7.0,v=3.8~19.0,w=1.0~21.2,Q是由Nb、Al、Si、Cu和C中的1~4种元素组成,其中每种元素占组成式SmxCoyFezZruBvQw总量的相对含量以原子百分比计为:2.0~4.7%Nb,2.0~5.7%Al,4.0~14.0%Si,0.8~4.0%Cu,1.0~10.1%C,称取上述SmxCoyFezZruBvQw式中所涉及到的原料:纯Sm、纯Co、纯Fe、纯Zr、B-Fe合金、纯Nb、纯Al,纯Si、纯Cu及纯石墨C粉,再额外添加按上述原料配比SmxCoyFezZruBvQw所称取纯Sm的质量百分比3%~8%的纯Sm,并由此完成原料配制;
第二步,熔化原料制备母合金铸锭:
将第一步配制好的原料全部放入真空电弧熔炼炉或真空感应熔炼炉坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa~10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后倒入模具中冷却,即制得SmxCoyFezZruBvQw母合金铸锭;
第三步,Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备:
将第二步制得的SmxCoyFezZruBvQw母合金铸锭装入熔体快淬炉中,重新熔融后在以5m·s-1~50m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼辊轮或铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体;
第二种工艺,采用真空熔炼快淬连续炉:
第一步,原料配制:
同第一种工艺的第一步;
第二步,Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备:
将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼快淬连续炉的坩埚中,熔炼时先对炉体抽真空度到10-2Pa~10-3Pa,炉温升至高于原料金属Zr的熔点,直至全部可熔化的原料熔炼均匀并使全部原料形成均匀分布,然后直接在以5m·s-1~50m·s-1的圆周速度旋转的冷却钼锟轮或铜辊轮上进行熔体快淬,由此制得Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体;
由上述两种工艺制得的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的元素组成式为SmxCoyFezZruBvQw、薄带厚度为19μm~78μm和主晶相的平均晶粒尺寸是10nm~58nm。
2.根据权利要求1所述Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体的制备方法,其特征在于:所制得的Sm-Co基非晶纳米晶薄带磁体在室温下,在4.8MA·m-1外磁场充磁后具有488.7kA·m-1~1559.1kA·m-1的内禀矫顽力,剩磁最大可以达到44.8Am2·kg-1,在1.6MA·m-1外磁场下的磁化强度最大可以达到63.6Am2·kg-1;在7.2MA·m-1外磁场充磁后具有525.4kA·m-1~1737.9kA·m-1的内禀矫顽力,剩磁最大可以达到47.6Am2·kg-1,在7.2MA·m-1外磁场下的磁化强度最大可以达到75.5Am2·kg-1。
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