CN105349918A - 纳米晶磁性合金材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米晶磁性合金材料及制备方法，其组成以各组成元素的总原子量计，各组成成份的原子组成百分比为：43-43.5％的铁，43-43.5％的钴，0.8-1.2％的铜，6.5-7.5％的硼，1-3％的钛，2-4％的碲，4-5％的X；所述的X包括有铌，钐和钆。

Description

纳米晶磁性合金材料及制备方法

技术领域

本发明属于磁性功能材料技术领域，特别是指一种纳米晶磁性合金材料及制备方法。

背景技术

软磁材料由于矫顽力小，容易磁化和退磁被广泛应用于导磁材料领域，如电脑、手机、平面显示技术等方面，及各种磁放大器、滤波线圈、变频电感器、变频变压器、逆变电源、贮能电感等器件中。

目前的软磁材料主要为铁氧体软磁材料，其居里温度低，当温度在100℃以上时饱和磁感强度下降明显，因此其使用温度范围受到限制；再者其饱和磁感强度低，限制了其在小型化及平面化的推广。

纳米晶软磁材料，因其结构的特殊性使之具备高的磁导率，高饱和磁化强度和低矫顽力等性能得到普遍关注。现实际应用的纳米晶软磁合金材料通常是通过非晶晶化法制备的，其形状和尺寸受到极大限制，要获得大块的纳米晶软磁材料必须对非晶合金粉碎后烧结。但通常烧结温度高，时间长，得到的晶粒长，导致软磁合金性能不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现晶粒小，并具备高饱和磁化强度和高居里温度的纳米晶材料及制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

纳米晶磁性合金材料，其组成以各组成元素的总原子量计，各组成成份的原子组成百分比为：43-43.5％的铁，43-43.5％的钴，0.8-1.2％的铜，6.5-7.5％的硼，1-3％的钛，2-4％的碲，4-5％的X；所述的X包括有铌，钐和钆。

所述铁和钴按原子组成百分含量比为1∶1。

所述铌，钐和钆按原子组成百分含量比为2.5∶1.5∶1。

纳米晶磁性合金材料的制备方法，包括如下步骤：

1)、制备铁-X中间合金，在铁-X中间合金中，X占中间合金的重量百分比为15％；制备铁碲合金，在铁碲合金中，碲占合金的重量百分比为10-30％；

2)、将铁，钴，钛，铜，硼及步骤1)的中间合金按原子百分比配料，在电弧加热炉1000-1300℃下经熔炼冷却制得合金锭；

3)、将步骤2)制得的合金锭经切割后制得非晶薄带，并将该薄带经250-450℃，时间为1-2小时热处理后粉碎，粉碎粒径为20-40nm；

4)将步骤3)粉碎后的粉末放入模具，在50-55MPa，750-780℃下烧结8-8.5分钟。

本发明的有益效果是：

通过本技术方案，晶体粒径小于70nm，有较高的居里温度580-680℃之间，较高的饱和磁化强度1.70-1.95T之间。

具体实施方式

以下通过具体实施例来详细描述本发明的技术方案。

纳米晶磁性合金材料，其组成以各组成元素的总原子量计，各组成成份的原子组成百分比为：43-43.5％的铁，43-43.5％的钴，0.8-1.2％的铜，6.5-7.5％的硼，1-3％的钛，2-4％的碲，4-5％的X；所述的X包括有铌，钐和钆。

所述铁和钴按原子组成百分含量比为1.5∶1。

所述铌，钐和钆按原子组成百分含量比为2.5∶1.5∶1。

纳米晶磁性合金材料的制备方法，包括如下步骤：

1)、制备铁-X中间合金，在铁-X中间合金中，X占中间合金的重量百分比为15％；制备铁碲合金，在铁碲合金中，碲占合金的重量百分比为10-30％；

2)、将铁，钴，钛，铜，硼及步骤1)的中间合金按原子百分比配料，在电弧加热炉1000-1300℃下经熔炼冷却制得合金锭；

3)、将步骤2)制得的合金锭经切割后制得非晶薄带，并将该薄带经250-450℃，时间为1-2小时热处理后粉碎，粉碎粒径为20-40nm；

4)将步骤3)粉碎后的粉末放入模具，在50-55MPa，750-780℃下烧结8-8.5分钟。

实施例1

计算所需组成元素的量，选用纯度在99.5-99.9％左右的铁，钴，钛，铜，硼，将X同铁按X占X同铁重量百分比为15％的标准制得中间合金，所述中间合金加工成块状；制备铁碲合金，在铁碲合金中，碲占合金的重量百分比为10％；选用原子组成百分比为：43％的铁，43％的钴，0.8％的铜，1％的钛，6.5％的硼，4％的X；所述的X包括有铌，钐和钆；所述铌，钐和钆按原子组成百分含量比为2.5∶1.5∶1；所述铁和钴按原子组成百分含量比为1∶1。将铁，钴，铜，硼及中间合金按原子百分比配料，在电弧加热炉1000-1300℃下经熔炼冷却制得合金锭；将制得的合金锭经切割后制得非晶薄带，并将该薄带经450℃，时间为2小时热处理后粉碎，粉碎粒径为20-40nm；将粉碎后的粉末放入模具，在55MPa，750℃下烧结8-8.5分钟。

实施例2

计算所需组成元素的量，选用纯度在99.5-99.9％左右的铁，钴，铜，硼，将X同铁按X占X同铁重量百分比为15％的标准制得中间合金，所述中间合金加工成块状；制备铁碲合金，在铁碲合金中，碲占合金的重量百分比为20％；选用原子组成百分比为：43.5％的铁，43.5％的钴，1.2％的铜，2％的钛，7.5％的硼，5％的X；所述的X包括有铌，钐和钆；所述铌，钐和钆按原子组成百分含量比为2.5∶1.5∶1；所述铁和钴按原子组成百分含量比为1∶1。将铁，钴，铜，硼及中间合金按原子百分比配料，在电弧加热炉1000-1300℃下经熔炼冷却制得合金锭；将制得的合金锭经切割后制得非晶薄带，并将该薄带经400℃，时间为2小时热处理后粉碎，粉碎粒径为20-40nm；将粉碎后的粉末放入模具，在50MPa，780℃下烧结8-8.5分钟。

实施例3

计算所需组成元素的量，选用纯度在99.5-99.9％左右的铁，钴，铜，硼，将X同铁按X占X同铁重量百分比为15％的标准制得中间合金，所述中间合金加工成块状；制备铁碲合金，在铁碲合金中，碲占合金的重量百分比为30％；选用原子组成百分比为：43.3％的铁，43.3％的钴，1.0％的铜，3％的钛，7％的硼，4.5％的X；所述的X包括有铌，钐和钆；所述铌，钐和钆按原子组成百分含量比为2.5∶1.5∶1；所述铁和钴按原子组成百分含量比为1∶1。将铁，钴，铜，硼及中间合金按原子百分比配料，在电弧加热炉1000-1300℃下经熔炼冷却制得合金锭；将制得的合金锭经切割后制得非晶薄带，并将该薄带经350℃，时间为2小时热处理后粉碎，粉碎粒径为20-40nm；将粉碎后的粉末放入模具，在55MPa，750℃下烧结8-8.5分钟。

Claims (4)

1.纳米晶磁性合金材料，其组成以各组成元素的总原子量计，其特征在于：各组成成份的原子组成百分比为：43-43.5％的铁，43-43.5％的钴，0.8-1.2％的铜，6.5-7.5％的硼，1-3％的钛，2-4％的碲，4-5％的X；所述的X包括有铌，钐和钆。

2.根据权利要求1所述的纳米晶磁性合金材料，其特征在于：所述铁和钴按原子组成百分含量比为1∶1。

3.根据权利要求1所述的纳米晶磁性合金材料，其特征在于：所述铌，钐和钆按原子组成百分含量比为2.5∶1.5∶1。

4.纳米晶磁性合金材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)、制备铁-X中间合金，在铁-X中间合金中，X占中间合金的重量百分比为15％；制备铁碲合金，在铁碲合金中，碲占合金的重量百分比为10-30％；

2)、将铁，钴，钛，铜，硼及步骤1)的中间合金按原子百分比配料，在电弧加热炉1000-1300℃下经熔炼冷却制得合金锭；

3)、将步骤2)制得的合金锭经切割后制得非晶薄带，并将该薄带经250-450℃，时间为1-2小时热处理后粉碎，粉碎粒径为20-40nm；

4)将步骤3)粉碎后的粉末放入模具，在50-55MPa，750-780℃下烧结8-8.5分钟。