CN115369340A - 一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用 - Google Patents
一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115369340A CN115369340A CN202211015186.9A CN202211015186A CN115369340A CN 115369340 A CN115369340 A CN 115369340A CN 202211015186 A CN202211015186 A CN 202211015186A CN 115369340 A CN115369340 A CN 115369340A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cobalt
- amorphous alloy
- based amorphous
- magnetic core
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/04—Amorphous alloys with nickel or cobalt as the major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本发明属于磁性材料技术领域,具体涉及一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用,该钴基非晶合金磁芯的制备方法,包括以下步骤:纵磁热处理:对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,以获得高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。该制备方法能够显著地提高钴基非晶合金磁芯的初始磁导率并同时降低其矫顽力。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料技术领域,具体涉及一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用。
背景技术
非晶合金是由熔融合金液体连续快速冷却获得的新型功能材料,它的原子三维结构呈拓扑无序排列。相较于晶体材料,非晶合金中不存在晶界等晶态合金中常见的缺陷。因此,非晶合金具备优异的磁学性能等,受到各界的广泛关注。
其中,钴基非晶软磁合金具有较高的磁感应强度,低矫顽力、良好的矩形磁滞回线和趋近于零磁致伸缩系数等优点,可应用于磁记录、磁屏蔽等场合,以及应用于制备高频交变磁场下工作的磁脉冲开关、磁放大器、尖峰抑制器及安保用互感器等设备的磁芯。
随着器件小型化、微型化、高性能化的发展趋势以及现阶段对短波、超短波通信设备提出的更高要求,使得钴基非晶合金磁芯需要具备更高的初始磁导率及更低的矫顽力。现有的制备工艺已经无法满足上述要求。
因此,如何提供一种能够同时具有更高初始磁导率和更低矫顽力的钴基非晶合金磁芯对于器件小型化、微型化、高性能化的发展以及短波、超短波通信设备等的发展具有重要作用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足,本发明的目的在于提供一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用,该制备方法能够显著地提高钴基非晶合金磁芯的初始磁导率并同时降低其矫顽力。
为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
第一方面,本发明提供了一种钴基非晶合金磁芯的制备方法,包括以下步骤:
纵磁热处理:对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,以获得高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
本发明通过对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,显著地提高了钴基非晶合金磁芯的初始磁导率并降低了矫顽力。
第二方面,本发明提供了一种钴基非晶合金磁芯,其由第一方面所述的方法制备得到。
本发明提供的钴基非晶合金磁芯的初始磁导率高,可以达到15×104以上,矫顽力低,小于0.3A/m。
第三方面,本发明提供了一种如第二方面所述的钴基非晶合金磁芯在电感中的应用。
附图说明
图1为普通软磁材料的磁滞回线示意图;
图2为具有高矩形比的软磁材料的磁滞回线示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
除另有定义外,以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的实验试剂,如无特殊说明,均为常规生化试剂;所述实验试剂用量,如无特殊说明,均为常规实验操作中试剂用量;所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
第一方面,本发明实施例提供了一种钴基非晶合金磁芯的制备方法,包括以下步骤:
纵磁热处理:对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,以获得高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
本发明实施例通过对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,显著地提高了钴基非晶合金磁芯的初始磁导率并降低了矫顽力,初始磁导率可以达到15×104以上,矫顽力可以小于0.3A/m。
软磁材料具有磁滞的特性,即在交变磁场作用下,外磁场H和材料的磁感应强度B不同相,B落后于H一个相位角,如式(1)和式(2)所示:
H=Hmsinωt (2)
这样就导致软磁材料的B-H曲线是独特的磁滞回线形状(如图1所示)。而对于剩余磁化强度Br较高的软磁材料,其磁滞回线为矩形磁滞回线(如图2所示),此时,软磁材料在不饱和区(即曲线很陡)具有很大的磁导率(μ=ΔB/ΔH),而在饱和区(曲线斜率很小)磁导率很低(趋于零)。由于软磁磁芯饱和状态下和不饱和状态下磁导率之间的巨大差异,磁芯具有延缓电流增大的作用,即开关作用,相当于可饱和电抗器。
在一个时间周期内,饱和状态下的电抗器磁芯就类似一个二极管,对正向电流导通,同时截止反方向的电流。磁开关的工作过程是:在0→饱和段时间内磁开关从不饱和到饱和,即磁芯的B值从-Br到+Bs。根据法拉第电磁感应定律,饱和时间Tsat内储能的计算公式如式(3)所示:
式中,V(t)是磁开关两端的电压,N为磁芯匝数,ΔB为磁芯磁感应强度的变化量,A为磁芯有效截面积。
电抗器磁芯的电感L的计算公式如式(4)所示。
L=N2μ0μA/l (4)
式中,N为磁芯匝数,μ0为真空磁导率(4π×10-7),μ为磁芯的相对磁导率,A为磁芯有效截面积,l为磁芯磁路长度。磁芯未饱和时,由于μ值很大,电感很大,相当于开关断开状态。磁芯饱和时,μ值很小,导致电感很小,相当于开关导通状态。
由于在磁压缩开关中dB/dt很高,根据式(3),这样可以在磁芯中获得较高的伏秒积,较高的ΔB也可以减小磁芯的尺寸。根据式(4),磁芯的开关作用要求其在饱和前后具有不同的磁导率,高频下工作要求磁芯具有较低的损耗。因此,磁压缩开关对磁芯的性能要求包括:(1)较高的剩余磁感应强度Br和饱和磁感应强度Bs值;(2)磁芯未饱和时具有尽量大的磁导率,饱和时具有尽量小的磁导率(即磁芯具有矩形磁滞回线);(3)磁芯高频损耗必须小。本发明实施例制备的钴基非晶合金磁芯可以满足该要求。
进一步的,在所述纵磁热处理的步骤之前,所述制备方法还包括以下步骤:
制备钴基非晶合金带材;
制备所述初始钴基非晶磁芯:将所述钴基非晶合金带材卷绕成为所述初始钴基非晶合金磁芯。
进一步的,所述对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,包括:
由室温升温至保温温度进行保温,之后降温至室温;
对所述初始钴基非晶合金磁芯施加纵向磁场,所述施加纵向磁场的时间段包括升温时间段、保温时间段、降温时间段中的至少一种。
这里,升温时间段可以为以升温过程中的第一时刻为起点并以升温过程中的第二时刻为终点的时间段,其中,所述第一时刻可以为升温过程中不包括升温结束时刻的任一时刻,例如,所述第一时刻为开始升温时刻,所述第二时刻可以为升温过程中不包括开始升温时刻的任一时刻,例如,所述第二时刻可以为升温结束时刻。
保温时间段可以为以保温过程中的第三时刻为起点并以保温过程中的第四时刻为终点的时间段,其中,所述第三时刻可以为保温过程中不包括保温结束时刻的任一时刻,例如,所述第三时刻为开始保温时刻,所述第四时刻可以为保温过程中不包括开始保温时刻的任一时刻,例如,所述第四时刻可以为保温结束时刻。
降温时间段可以为以降温过程中的第五时刻为起点并以降温过程中的第六时刻为终点的时间段,其中,所述第五时刻可以为降温过程中不包括降温结束时刻的任一时刻,例如,所述第五时刻为开始降温时刻,所述第六时刻可以为降温过程中不包括开始降温时刻的任一时刻,例如,所述第六时刻可以为降温结束时刻。
进一步的,所述纵磁热处理的保温温度为420℃-490℃,例如,所述纵磁热处理的保温温度可以为420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃或490℃等,当温度过高时,会烧坏磁芯,当温度过低时,无法显著地提高初始磁导率和降低矫顽力,本发明实施例通过限制保温温度为420℃-490℃,既可以得到具有较好磁性能的磁芯,又可以防止磁芯被烧坏。
进一步的,所述纵磁热处理的保温时间为20min-200min,例如保温时间可以为20min、40min、60min、80min、100min、140min、160min、180min或200min等,当保温时间过短时,达不到热处理的效果,导致制备得到的钴基非晶合金磁芯的磁学性能显著下降,当保温时间过长时,会烧坏磁芯,且同时降低了制备磁芯的效率,本发明实施例通过限制保温时间为20min-200min,既可以得到具有较好磁性能的磁芯,又可以防止磁芯被烧坏,同时也提高了制备磁芯的效率。
进一步的,在所述纵磁热处理步骤中,升温至所述保温温度的速度为3℃/min-11℃/min,例如速度可以为3℃/min、5℃/min、7℃/min、9℃/min或11℃/min等。
进一步的,在所述纵磁热处理步骤中,降温速度为4℃/min-15℃/min,例如降温速度可以为4℃/min、6℃/min、8℃/min、10℃/min、12℃/min或15℃/min等。
进一步的,所述纵向磁场通过施加轴向电流产生,所述电流的大小为90A-200A,例如大小可以为90A、110A、130A、150A、170A或200A等。
当电流大小过低时,矫顽力增加,初始磁导率降低,当电流大小过高时,矫顽力呈现增加的趋势,本发明实施例通过限制施加的电流大小为90A-200A,可以进一步显著地提高钴基非晶合金磁芯的初始磁导率并同时降低其矫顽力。
进一步的,所述纵向磁场通过施加轴向电流产生包括:所述纵向磁场由穿插在所述初始钴基非晶合金磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生。
进一步的,所述对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,还包括:将所述初始钴基非晶合金磁芯放置于纵磁退火炉(管式炉)中,并保持处理环境为真空状态、氮气气氛或稀有气体气氛。
进一步的,所述钴基非晶合金带材的厚度为22μm-24μm,例如厚度可以为22μm、23μm或24μm等,优选为22μm-24μm,带材的厚度越薄,越有利于减小涡流损耗,制备得到的磁芯更适于在高频交变磁场下工作。
进一步的,所述钴基非晶合金带材的宽度为5mm-20mm,例如宽度可以为5mm、7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mm或20mm等。
进一步的,所述钴基非晶合金带材通过熔体急冷法制备,所述熔体急冷法包括:
将钴基非晶合金熔融液经冷却辊制得钴基非晶合金带材,其中,所述钴基非晶合金熔融液温度为1250℃-1380℃(例如温度可以为1250℃、1300℃、1320℃、1340℃、1360℃或1380℃等),喷嘴嘴缝为0.10mm-0.40mm(例如喷嘴嘴缝可以为0.10mm、0.20mm、0.30mm或0.40mm等),喷带时冷却辊线速度为15m/s-30m/s(例如线速度可以为15m/s、20m/s、25m/s或30m/s等)。
进一步的,所述钴基非晶合金磁芯的材质为CoxFeySizBmMon,其中,x、y、z、m和n分别表示各对应组分的原子百分比含量,x代表55-70(例如x可以代表55、60、65、67.5或70等),y代表2-6(例如y可以代表2、3、3.5、4或6等),z代表10-20(例如z可以代表10、12、14、15.5、16、18、19或20等),m代表5-15(例如m可以代表5、7、9、10、12、14或15等),n代表1-5(例如n可以代表1、2、3、3.5、4或5等),x+y+z+m+n=100,本发明实施例通过限制所述钴基非晶合金磁芯的材质为CoxFeySizBmMon,并同时限制了各成分的含量,使得制备的钴基非晶合金磁芯的初始磁导率达到15×104以上,矫顽力小于0.3A/m,并同时具有高矩形比和低高频损耗。
第二方面,本发明实施例提供了一种钴基非晶合金磁芯,其由第一方面所述的方法制备得到。
本发明实施例提供的钴基非晶合金磁芯的初始磁导率高,可以达到15×104以上,矫顽力低,小于0.3A/m,且同时具有较高的剩余磁感应强度和饱和磁感应强度值,矩形比高,高频损耗小,可应用于高频交变磁场下工作的磁脉冲开关、磁放大器、尖峰抑制器及安保用互感器等领域。
第三方面,本发明实施例提供了一种如第二方面所述的钴基非晶合金磁芯在电感中的应用。
本发明先后进行过多次试验,现举一部分试验结果作为参考,对发明进行进一步详细描述,下面结合具体实施例进行详细说明。
下述实施例和对比例中尺寸为φ19*15*5mm(外径为19mm,内径为15mm,高为5mm)的初始CoxFeySizBmMon(其中,x代表50-70,y代表2-6,z代表10-20,m代表5-15,n代表1-5)磁芯的制备方法为:
按照初始CoxFeySizBmMon磁芯中各元素的质量百分比,挑选母合金作为原材料;利用中频感应炉将母合金熔炼为液态合金,得到钴基非晶合金熔融液,钴基非晶合金熔融液温度为1300℃,将钴基非晶合金熔融液经冷却辊制得厚度为23μm的钴基非晶合金带材,制备工艺条件为喷嘴嘴缝:0.3mm,喷带时冷却辊线速度:20m/s;将钴基非晶合金带材剪切为5mm宽的带材,卷绕成尺寸为φ19*15*5mm的初始CoxFeySizBmMon磁芯。
下述实施例和对比例中磁性能数据的测试方法如下所示:
用B-H分析仪(SY-8232)在磁通密度400mT、频率50kHz的条件下测定磁芯损耗Pcm;
利用软磁直流磁测量计(MATS-2010SD),测定磁芯的矫顽力和初始磁导率μi。
实施例1
本发明实施例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯放置于纵磁退火炉中进行真空纵磁热处理,以5℃/min从室温升温至430℃,保温60min,以4℃/min降温至室温,当从430℃开始降温时,对初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯施加纵向磁场,当降温到室温时,撤除纵向磁场,即施加纵向磁场的时间段为以开始降温时刻为起点并以降温结束时刻为终点的时间段,所述纵向磁场由穿插在初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生,电流大小为180A,最终制备得到高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度Br=0.54T,饱和磁感应强度Bs=0.58T,矩形比Br/Bs=0.93,矫顽力Hc=0.25A/m,Pcm=40.74W/kg,初始磁导率μi=175024。
实施例2
本发明实施例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co65Fe6Si12B14Mo3磁芯放置于纵磁退火炉中进行纵磁热处理,氩气做保护气氛,以11℃/min从室温升温至490℃,保温180min,以15℃/min降温至室温,当开始保温时,对初始Co65Fe6Si12B14Mo3磁芯施加纵向磁场,当降温到室温时,撤除纵向磁场,即施加纵向磁场的时间段为以开始保温时刻为起点并以降温结束时刻为终点的时间段,所述纵向磁场由穿插在初始Co65Fe6Si12B14Mo3磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生,电流大小为150A,最终制备得到高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度Br=0.53T,饱和磁感应强度Bs=0.58T,矩形比Br/Bs=0.91,矫顽力Hc=0.29A/m,Pcm=44.85W/kg,初始磁导率μi=195639。
实施例3
本发明实施例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co70Fe3Si19B7Mo1磁芯放置于纵磁退火炉中进行纵磁热处理,氮气做保护气氛,以9℃/min从室温升温至470℃,保温30min,以10℃/min降温至室温,当从室温开始升温时,对初始Co70Fe3Si19B7Mo1磁芯施加纵向磁场,当降温到室温时,撤除纵向磁场,即施加纵向磁场的时间段为以开始升温时刻为起点并以降温结束时刻为终点的时间段,所述纵向磁场由穿插在初始Co70Fe3Si19B7Mo1磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生,电流大小为100A,最终制备得到高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度Br=0.50T,饱和磁感应强度Bs=0.54T,矩形比Br/Bs=0.92,矫顽力Hc=0.24A/m,Pcm=39.75W/kg,初始磁导率μi=218746。
实施例4
本发明实施例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯放置于纵磁退火炉中进行纵磁热处理,氮气做保护气氛,以7℃/min从室温升温至480℃,保温160min,以8℃/min降温至室温,当从480℃开始降温时,对初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯施加纵向磁场,当降温到室温时,撤除纵向磁场,即施加纵向磁场的时间段为以开始降温时刻为起点并以降温结束时刻为终点的时间段,所述纵向磁场由穿插在初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生,电流大小为170A,最终制备得到高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度Br=0.52T,饱和磁感应强度Bs=0.55T,矩形比Br/Bs=0.95,矫顽力Hc=0.23A/m,Pcm=41.74W/kg,初始磁导率μi=195730。
实施例5
本发明实施例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co66Fe4Si16B11Mo3磁芯放置于纵磁退火炉中进行纵磁热处理,氩气做保护气氛,以3℃/min从室温升温至450℃,保温120min,以12℃/min降温至室温,当开始保温时,对初始Co66Fe4Si16B11Mo3磁芯施加纵向磁场,当降温到室温时,撤除纵向磁场,即施加纵向磁场的时间段为以开始保温时刻为起点并以降温结束时刻为终点的时间段,所述纵向磁场由穿插在Co66Fe4Si16B11Mo3磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生,电流大小为200A,最终制备得到高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度Br=0.53T,饱和磁感应强度Bs=0.57T,矩形比Br/Bs=0.93,矫顽力Hc=0.22A/m,Pcm=43.48W/kg,初始磁导率μi=204964。
实施例6
本发明实施例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co65Fe4Si18B10Mo3磁芯放置于纵磁退火炉中进行真空纵磁热处理,以4℃/min从室温升温至440℃,保温140min,以9℃/min降温至室温,当从室温开始升温时,对初始Co65Fe4Si18B10Mo3磁芯施加纵向磁场,当降温到室温时,撤除纵向磁场,即施加纵向磁场的时间段为以开始升温时刻为起点并以降温结束时刻为终点的时间段,所述纵向磁场由穿插在初始Co65Fe4Si18B10Mo3磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生,电流大小为130A,最终制备得到高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度磁芯Br=0.51T,饱和磁感应强度Bs=0.56T,矩形比Br/Bs=0.91,矫顽力Hc=0.21A/m,Pcm=40.52W/kg,初始磁导率μi=183751。
实施例7
本发明实施例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法与实施例4基本相同,不同之处在于纵向磁场大小,具体包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯放置于纵磁退火炉中进行纵磁热处理,氮气做保护气氛,以7℃/min从室温升温至480℃,保温160min,以8℃/min降温至室温,当从480℃开始降温时,对初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯施加纵向磁场,当降温到室温时,撤除纵向磁场,即施加纵向磁场的时间段为以开始降温时刻为起点并以降温结束时刻为终点的时间段,所述纵向磁场由穿插在初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生,电流大小为50A,最终制备得到钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度Br=0.43T,饱和磁感应强度Bs=0.54T,矩形比Br/Bs=0.80,矫顽力Hc=0.31A/m,Pcm=41.13W/kg,初始磁导率μi=105302。
实施例8
本发明对比例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法与实施例4基本相同,不同之处在于纵向磁场大小,具体包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯放置于纵磁退火炉中进行纵磁热处理,氮气做保护气氛,以7℃/min从室温升温至480℃,保温160min,以8℃/min降温至室温,当从480℃开始降温时,对初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯施加纵向磁场,当降温到室温时,撤除纵向磁场,即施加纵向磁场的时间段为以开始降温时刻为起点并以降温结束时刻为终点的时间段,所述纵向磁场由穿插在初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯内部的铜棒通过输入的电流产生,电流大小为230A,最终制备得到钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度Br=0.56T,饱和磁感应强度Bs=0.59T,矩形比Br/Bs=0.95,矫顽力Hc=0.29A/m,Pcm=44.59W/kg,初始磁导率μi=220063。
对比例1
本发明对比例提供的钴基非晶合金磁芯的制备方法与实施例4基本相同,不同之处在于不对初始钴基非晶合金磁芯施加纵向磁场,具体包括以下步骤:
将尺寸为φ19*15*5mm的初始Co67.5Fe3.5Si15.5B10Mo3.5磁芯放置于退火炉中进行热处理,氮气做保护气氛,以7℃/min从室温升温至480℃,保温160min,以8℃/min降温至室温,最终制备得到钴基非晶合金磁芯。
对该实施例制备的钴基非晶合金磁芯的磁性能进行检测,检测结果如下所示:
剩余磁感应强度Br=0.33T,饱和磁感应强度Bs=0.55T,矩形比Br/Bs=0.6,矫顽力Hc=0.52A/m,Pcm=38.92W/kg,初始磁导率μi=39000。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钴基非晶合金磁芯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
纵磁热处理:对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,以获得高初始磁导率、低矫顽力的钴基非晶合金磁芯。
2.如权利要求1所述的钴基非晶合金磁芯的制备方法,其特征在于,在所述纵磁热处理的步骤之前,所述制备方法还包括以下步骤:
制备钴基非晶合金带材;
制备所述初始钴基非晶磁芯:将所述钴基非晶合金带材卷绕成为所述初始钴基非晶合金磁芯。
3.如权利要求1所述的钴基非晶合金磁芯的制备方法,其特征在于,所述对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,包括:
由室温升温至保温温度进行保温,之后降温至室温;
对所述初始钴基非晶合金磁芯施加纵向磁场,所述施加纵向磁场的时间段包括升温时间段、保温时间段、降温时间段中的至少一种。
4.如权利要求3所述的钴基非晶合金磁芯的制备方法,其特征在于,所述纵磁热处理的保温温度为420℃-490℃;
和/或,所述纵磁热处理的保温时间为20min-200min;
和/或,在所述纵磁热处理步骤中,升温至保温温度的速度为3℃/min-11℃/min;
和/或,在所述纵磁热处理步骤中,降温速度为4℃/min-15℃/min。
5.如权利要求3所述的钴基非晶合金磁芯的制备方法,其特征在于,所述纵向磁场通过施加轴向电流产生,所述电流的大小为90A-200A。
6.如权利要求3所述的钴基非晶合金磁芯的制备方法,其特征在于,所述对初始钴基非晶合金磁芯进行纵磁热处理,还包括:将所述初始钴基非晶合金磁芯放置于纵磁退火炉中,并保持处理环境为真空状态、氮气气氛或稀有气体气氛。
7.如权利要求2所述的钴基非晶合金磁芯的制备方法,其特征在于,所述钴基非晶合金带材的厚度为22μm-24μm;
和/或,所述钴基非晶合金带材的宽度为5mm-20mm。
8.如权利要求1-7任一项所述的钴基非晶合金磁芯的制备方法,其特征在于,所述钴基非晶合金磁芯的材质为CoxFeySizBmMon,其中,x、y、z、m和n分别表示各对应组分的原子百分比含量,x代表55-70,y代表2-6,z代表10-20,m代表5-15,n代表1-5,x+y+z+m+n=100。
9.一种钴基非晶合金磁芯,其特征在于,其由权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。
10.一种如权利要求9所述的钴基非晶合金磁芯在电感中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211015186.9A CN115369340B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211015186.9A CN115369340B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115369340A true CN115369340A (zh) | 2022-11-22 |
CN115369340B CN115369340B (zh) | 2023-07-21 |
Family
ID=84067002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211015186.9A Active CN115369340B (zh) | 2022-08-23 | 2022-08-23 | 一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115369340B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117626151A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-03-01 | 东莞市昱懋纳米科技有限公司 | 一种兼具高饱和磁感应强度和高磁导率的非晶微米丝及热处理方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6878460B1 (en) * | 2002-11-07 | 2005-04-12 | Seagate Technology Llc | Thin-film magnetic recording media with dual intermediate layer structure for increased coercivity |
DE202007007130U1 (de) * | 2007-05-18 | 2007-08-16 | Sunrise Power Transformers Gmbh | Amorphe Metallegierung und Alufolien verwendete Transformatoren |
CN104376950A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-02-25 | 安泰科技股份有限公司 | 一种铁基恒导磁纳米晶磁芯及其制备方法 |
CN106952720A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-07-14 | 佛山市中研非晶科技股份有限公司 | 一种磁放大器用钴基非晶铁芯的制备方法 |
CN107240471A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-10 | 安泰科技股份有限公司 | 高饱和磁感应强度的复合磁粉、磁芯及其制备方法 |
CN110983112A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-10 | 华南理工大学 | 一种精密电流检测用钴基非晶软磁合金及其制备方法 |
CN114694908A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-07-01 | 天津三环奥纳科技有限公司 | 一种耐低温纳米晶软磁合金铁芯、制造方法及应用 |
-
2022
- 2022-08-23 CN CN202211015186.9A patent/CN115369340B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6878460B1 (en) * | 2002-11-07 | 2005-04-12 | Seagate Technology Llc | Thin-film magnetic recording media with dual intermediate layer structure for increased coercivity |
DE202007007130U1 (de) * | 2007-05-18 | 2007-08-16 | Sunrise Power Transformers Gmbh | Amorphe Metallegierung und Alufolien verwendete Transformatoren |
CN104376950A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-02-25 | 安泰科技股份有限公司 | 一种铁基恒导磁纳米晶磁芯及其制备方法 |
CN106952720A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-07-14 | 佛山市中研非晶科技股份有限公司 | 一种磁放大器用钴基非晶铁芯的制备方法 |
CN107240471A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-10 | 安泰科技股份有限公司 | 高饱和磁感应强度的复合磁粉、磁芯及其制备方法 |
CN110983112A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-10 | 华南理工大学 | 一种精密电流检测用钴基非晶软磁合金及其制备方法 |
CN114694908A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-07-01 | 天津三环奥纳科技有限公司 | 一种耐低温纳米晶软磁合金铁芯、制造方法及应用 |
Non-Patent Citations (9)
Title |
---|
Y.J.ZHANG: "Temperature dependence of permeability of Co66Fe4Mo2Si16B12 alloy", 《金属学报(英文版)》 * |
Y.J.ZHANG: "Temperature dependence of permeability of Co66Fe4Mo2Si16B12 alloy", 《金属学报(英文版)》, vol. 20, no. 04, 15 August 2007 (2007-08-15), pages 284 - 286, XP022856305, DOI: 10.1016/S1006-7191(07)60040-4 * |
李高起等: "Co基非晶态Fe(5.3)Co(61.3)Ni(7.4)Si(10)B(16)及Fe5Co(58)Ni(11)Si(10)B(16)合金的磁场热处理效应", 功能材料, vol. 14, no. 06, pages 1 - 7 * |
王龙等: "磁退火处理对玻璃包覆钴基非晶合金复合微丝磁电性能的影响", 《稀有金属》 * |
王龙等: "磁退火处理对玻璃包覆钴基非晶合金复合微丝磁电性能的影响", 《稀有金属》, vol. 38, no. 05, 27 December 2013 (2013-12-27), pages 819 - 826 * |
苗宝雯等: "纵向磁场热处理对高饱和磁感应强度Fe基非晶-纳米晶软磁性能的影响", 《热加工工艺》 * |
苗宝雯等: "纵向磁场热处理对高饱和磁感应强度Fe基非晶-纳米晶软磁性能的影响", 《热加工工艺》, no. 08, 25 April 2018 (2018-04-25), pages 161 - 165 * |
陈非非等: "脉冲磁压缩开关磁芯制备及磁性能", 《金属功能材料》 * |
陈非非等: "脉冲磁压缩开关磁芯制备及磁性能", 《金属功能材料》, no. 02, 15 April 2015 (2015-04-15), pages 15 - 18 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117626151A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-03-01 | 东莞市昱懋纳米科技有限公司 | 一种兼具高饱和磁感应强度和高磁导率的非晶微米丝及热处理方法 |
CN117626151B (zh) * | 2023-12-14 | 2024-06-21 | 东莞市昱懋纳米科技有限公司 | 一种兼具高饱和磁感应强度和高磁导率的非晶微米丝及热处理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115369340B (zh) | 2023-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shimada et al. | Granular thin films with high RF permeability | |
CN100445410C (zh) | 一种纳米晶软磁合金材料及其制备方法 | |
CN115369340B (zh) | 一种钴基非晶合金磁芯及其制备方法与应用 | |
CN111554465B (zh) | 一种纳米晶软磁合金及其制备方法和应用 | |
CN1905091A (zh) | 一种纳米晶软磁铁芯及其热处理方法和应用 | |
WO2024130936A1 (zh) | 非晶、纳米晶软磁合金薄带及磁芯 | |
CN1092201A (zh) | 铁基快淬软磁合金铁芯的制造方法 | |
CN109837452A (zh) | 一种高Bs纳米晶材料及其制备方法 | |
CN1255230A (zh) | 电扼流圈 | |
CN116168914B (zh) | 一种纳米晶软磁合金及其制备方法和应用 | |
Yanagimoto et al. | Effect of Si and Al content on core loss in Fe-Si-Al powder cores | |
Herzer et al. | Recent developments in soft magnetic materials | |
CN112908673B (zh) | 一种超高磁导率铁基纳米晶软磁合金磁芯及其热处理方法 | |
Tsai et al. | High frequency characteristics of annealed Co‐base amorphous alloy ribbons | |
AU2019100683A4 (en) | Iron-based amorphous nanocrystalline soft magnetic alloy ribbon and preparation method thereof | |
Goldman | The magnetic applications choice among ferrite ceramics, metallic strips, or metal powder cores | |
CN105702408A (zh) | 一种纳米晶软磁材料的制备方法 | |
CN101118806A (zh) | 非晶/超微晶铁芯制作方法 | |
KR0140788B1 (ko) | 극박형 철계 초미세 결정 합금 및 극박형 박대의 제조 방법 | |
CN112309665B (zh) | 一种提升铁基纳米晶合金磁性的工艺 | |
CN114058810B (zh) | 一种高性能铁基非晶纳米晶合金的热处理方法 | |
Zhao‐Hua et al. | Behavior of the amorphous ferromagnetic ribbons in the very low fields | |
CN113337692B (zh) | 一种提高Fe基纳米晶软磁合金高频磁导率的方法 | |
Hasiak et al. | Impact of microstructure upon soft magnetic properties of cobalt-doped metallic glasses | |
CN115862992A (zh) | 一种纳米晶软磁材料的纳米晶化处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |