CN106521287A - 一种纳米晶软磁合金材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米晶软磁合金材料,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,0.1‑0.3%的锗,0.8‑1.2%的铜,6.5‑7.5%的硼,4‑5%的X;所述的X包括有铌,钐和钆。
Description
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软磁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:
一种纳米晶软磁合金材料,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含量比为:43-43.5%的铁,43-43.5%的钴,0.1-0.3%的锗,0.8-1.2%的铜,6.5-7.5%的硼,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∶1。
一种纳米晶软磁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%;
2)、将铁,钴,锗,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。
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,锗,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;选用原子组成百分比为:43%的铁,43%的钴,0.1%的锗,0.8%的铜,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∶1;所述铁和钴按原子组成百分含量比为1∶1。将铁,钴,锗,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,锗,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;选用原子组成百分比为:43.5%的铁,43.5%的钴,0.3%的锗,1.2%的铜,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∶1;所述铁和钴按原子组成百分含量比为1∶1。将铁,钴,锗,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,锗,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;选用原子组成百分比为:43.3%的铁,43.3%的钴,0.2%的锗,1.0%的铜,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∶1;所述铁和钴按原子组成百分含量比为1∶1。将铁,钴,锗,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)
1.一种纳米晶软磁合金材料,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含量比为:43-43.5%的铁,43-43.5%的钴,0.8-1.2%的铜,0.1-0.3%的锗,6.5-7.5%的硼,4-5%的X;所述的X包括有铌,钐和钆。
2.根据权利要求1所述的纳米晶软磁合金材料,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所述的纳米晶软磁合金材料,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∶1。
4.根据权利要求1所述纳米晶软磁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%;
2)、将铁,钴,锗,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。
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---|---|---|---|---|
US5922143A (en) * | 1996-10-25 | 1999-07-13 | Mecagis | Process for manufacturing a magnetic core made of a nanocrystalline soft magnetic material |
CN101260494A (zh) * | 2008-04-16 | 2008-09-10 | 北京航空航天大学 | 一种Ge掺杂的FeCo基双相软磁合金 |
CN102925781A (zh) * | 2012-09-10 | 2013-02-13 | 顾建 | 一种纳米晶软磁合金材料 |
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