CN116377277A - 一种非晶或纳米晶软磁合金及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非晶或纳米晶软磁合金的制备方法，由分子式为FeaCubNbcSidBeMfXg，其中a+b+c+d+e+f+g＝100的合金带材在拉伸状态下热处理制备而成，M是元素V、Mn、Cr、Mo中的至少一种，X是元素Ni、Co中的至少一种，各元素的原子百分含量为66≤a≤74，0.5≤b≤2，1≤c≤3，10≤d≤14，6≤e≤10，0＜f≤3,0≤g≤10。所述的合金带材在拉伸状态下热处理为将合金带材两端置于拉伸装置上夹紧进行拉伸处理，产生形变后保持形变置于热处理炉中，升温至350℃‑600℃，保温120s‑480s后再冷却至室温。本发明还公开了一种非晶或纳米晶软磁合金及其在宽频低磁导率器件中的应用。本发明的制备方法工艺简单，制备得到的合金具有恒导磁性能、低的磁导率、良好磁滞回线线性度和高的抗饱和特性，具有良好的宽频应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及磁性功能材料领域，具体涉及一种非晶或纳米晶软磁合金及其制备方法与应用。
背景技术
Fe基非晶或纳米晶软磁合金具有低矫顽力、高磁导率和低损耗等特点，被誉为21世纪节能环保的功能新材料。当前，电路系统中存在大量应用变频、开关电源及整流设备，这些设备的应用导致线路中存在一定的直流分量，当存在较大直流分量时会导致铁芯饱和而失效，使电流计量与测量出现偏差。
随着智能电网和智能电表的不断推广，具有抗直流分量能力的电流互感器和智能电表需求快速增长，这要求非晶或纳米晶软磁合金要兼具高磁感应强度和宽频段低磁导率等特性。
VAC等公司通常采用钴基非晶合金软磁材料制造互感器的磁芯，但是钴基非晶合金磁芯互感器虽然磁导率低且线性度较好，但相对较低的饱和磁感应强度(1.0T)以及高昂的原材料成本使其难以大规模使用。
Fe基软磁纳米晶合金材料由于兼具高的饱和磁感应强度、高初始磁导率、低矫顽力、高频低损耗且兼具价格优势，是目前市场上综合性能最优的材料，在实现器件小型化、节能高效化、高频化方向潜力巨大。
为降低磁芯磁导率，通常的方法是调控元素成分及比例，或者通过磁场热处理等方法调节磁导率，但是成分及元素比例调控降低磁导率的效果有限且磁导率的频率稳定性会发生较大变化，而经磁场处理后磁导率的线性度一般，而且把磁导率降低到较低水平(2000以下)较为困难，这导致磁芯抗直流特性一般。
授权公告号为CN 104195436 B的发明专利公开了一种FeNiSiBNbCuAlCo纳米晶合金体系，其将纳米晶合金体系的磁导率降至2000以下且提高了磁滞回线线性度，但是合金中Nb元素含量高达5at.％，极大的提高了合金的生产成本。
授权公告号为CN 106119739 B的发明专利公开了一种仅通过快速冷却就能直接得到的新型铁基非晶纳米晶软磁合金及其制备方法。所述合金组成为FeaSibBcCdMnePfCrgNihCujMojCok，该合金具备高的饱和磁感应强度和低的矫顽力，且合金中不含或者仅含有微量的贵金属，大大降低了生产成本。但是该合金的磁导率仍旧较高，不能满足目前市场对非晶或纳米晶软磁合金要兼具高磁感应强度和宽频段低磁导率的需求。
因此，为了解决现有技术中存在的问题，寻求一种低磁导率的合金材料以及制备方法以获得低的磁导率、高的磁滞回线线性度、宽频率横导磁特性以及较好的饱和磁感应强度的非晶或纳米晶软磁合金尤其重要。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种非晶或纳米晶软磁合金的制备方法。本发明提供的制备方法工艺简单易操作，解决了单一的合金成分调控方法与磁场热处理方式等不能解决兼具低的磁导率、高的磁滞回线线性度、宽频率横导磁特性以及较好的饱和磁感应强度问题。
一种非晶或纳米晶软磁合金的制备方法，由分子式为FeaCubNbcSidBeMfXg，其中a+b+c+d+e+f+g＝100的合金带材在拉伸状态下热处理制备而成，M是元素V、Mn、Cr或Mo中的至少一种，X是元素Ni或Co中的至少一种。
本发明提供的制备方法可根据不同成分和最终性能的要求，通过调整特定元素配比、带材伸长量和退火温度等工艺参数，调控合金带材的各向异性场和磁畴结构以降低合金磁导率，从而获得具有相应地恒定磁导率性能的合金带材。
优选地，所述的合金带材的各元素的原子百分含量分别为66≤a≤74，0.5≤b≤2，1≤c≤3，10≤d≤14，6≤e≤10，0＜f≤3,0≤g≤10。
Fe元素作为铁磁性元素，是合金的基体成分。Co元素作为铁族过渡元素，既可以提高合金元素之间的混合焓又可提高原子错配比从而提高非晶形成能力，同时Fe-Co对之间的磁交互耦合作用可以起到提高合金的饱和磁感应强度和磁晶各向异性。Ni元素提高合金的磁弹耦合系数，同时通过调整Fe、Co和Ni元素的比例可以实现近乎为零的磁致伸缩系数。
类金属元素Si、B为非晶形成元素，特别是B元素，其原子半径较小，外层电子多，可提高原子半径错配比和混合熵，非常有利于形成非晶态合金，Si元素还是α-Fe(Si)纳米晶相的构成元素。Cu为纳米晶形核激活元素，热处理过程中Cu首先与Fe分离，Cu团簇化促进Fe与Si富集及α-Fe(Si)形核。Nb元素为大尺寸元素且扩散缓慢，可有效阻碍α-Fe(Si)晶粒的长大。
优选地，所述的合金带材在拉伸状态下热处理为将合金带材两端置于拉伸装置上夹紧进行拉伸处理，产生形变后保持形变并置于热处理炉中，升温至一定温度T，保温一段时间t后再冷却至室温。
将淬态非晶合金带材在拉伸状态下进行热处理实现了在纳米晶化的同时通过拉伸应力诱导垂直于应力方向的单轴磁各向异性的协同作用，进而改变其磁化行为，从而有效提高其频率特性，提高纳米晶合金的抗饱和能力。
优选地，所述的合金带材的伸长量为1mm-4mm。这是由于伸长量低于1mm时，诱导较小的单轴各向异性，合金带材无法实现低的磁导率，而伸长量大于4mm时，合金带材极易发生断裂。
更优选地，所述的合金带材的伸长量为2.5mm-3mm。
优选地，所述的温度T为350-600℃，所述的保温时间t为120-480s。这是由于热处理温度小于350℃，合金带材去应力不完全，而热处理温度大于600℃时，易析出FeB相，软磁性能严重恶化。热处理保温时间为120-480s，能形成均匀细小的纳米晶颗粒，优化软磁性能。
更优选地，所述的温度T为420-570℃，所述的保温时间t为180-360s。
本发明还提供了一种由所述的制备方法制备得到的非晶或纳米晶软磁合金。该合金具有恒导磁性能、低的磁导率、高的抗饱和特性、良好磁滞回线线性度和良好的宽频应用特性。
优选地，所述的非晶或纳米晶软磁合金的微观组织为单一非晶结构或小于20nm的纳米晶粒与非晶双相结构。
优选地，所述的非晶或纳米晶软磁合金在1kHz下的磁导率小于3000。
优选地，所述的非晶或纳米晶软磁合金的磁导率在1kHz-1MHz频率范围内变化量小于20％。
优选地，所述的非晶或纳米晶软磁合金的各向异性场为680Am-1-2500Am-1。
优选地，所述的非晶或纳米晶软磁合金的磁畴结构呈宽大规则板条状，畴宽为47μm-68μm。
本发明还提供了所述的非晶或纳米晶软磁合金在宽频低磁导率器件中的应用。由于本发明制备得到的非晶或纳米晶软磁合金具有较低的矫顽力以及不易饱和且较大的各向异性场Hk，可应用于抗直流分量电流互感器、电流补偿扼流圈、非晶和硅钢混合变压器等。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明通过适当的元素比例调控并利用拉伸状态下热处理的技术方法，所制备得到的合金具有恒导磁性能、低的磁导率、高的抗饱和特性、良好磁滞回线线性度和良好的宽频应用特性。
(2)本发明提供的制备方法工艺简单易操作，可根据不同成分和最终性能的要求，通过调整特定元素配比、带材伸长量和退火温度等工艺参数，调控合金带材的各向异性场和磁畴结构以降低合金磁导率，从而获得具有相应地恒定磁导率性能的合金带材。
(3)本发明制备得到的非晶或纳米晶软磁合金具有较低的矫顽力以及不易饱和且较大的各向异性场Hk，可应用于抗直流分量电流互感器、电流补偿扼流圈、非晶和硅钢混合变压器等宽频低磁导率应用场合器件。
附图说明
图1为本发明实施例中拉伸状态下的淬态非晶合金带材的热处理示意图；
图2为实施例1与对比例1在淬态、热处理态下制备得到的合金带材的X射线衍射图；
图3为实施例1-5中制备得到的非晶或纳米晶合金带材的磁导率随频率变化的曲线图；
图4为对比例1-5中制备得到的非晶或纳米晶合金带材的磁导率随频率变化的曲线图；
图5为实施例1-5中制备得到的非晶或纳米晶合金带材的初始磁化曲线；
图6为对比例1-5中制备得到的非晶或纳米晶合金带材的初始磁化曲线；
图7为实施例和对比例1、3和5中制备得到的非晶或纳米晶合金带材的磁畴结构。
附图标记列表：1-带材，2-拉伸装置，3-热处理炉。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选的实施方案进行说明描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
实施例1
本实施例的合金成分为Fe74Si13B8Nb2Cu1Mn2，其制备所使用的原料均为市售高纯原料，其中包括纯铁、纯硅、纯铜、纯硼、纯锰和纯铌。按照合金的组分及原料配比将合金原料在1350℃条件下进行真空熔炼以制备出母合金锭；使用单辊急冷法将熔融的母合金液喷射到铜辊线速度为40m/s的旋转铜辊上，制成宽度为1.10mm，厚度为24μm的淬态非晶合金带材。本实施例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
如图1所示，将制备获得的淬态非晶合金带材1，固定于拉伸装置2上两端夹紧，使带材长度方向受力拉伸，拉伸形变量为3mm，并将固定好合金带材的拉伸装置放于热处理炉3中，用机械泵抽至低真空状态，以20K/min的速度升温至温度550℃，保温5min后冷却至室温获得低磁导率非晶或纳米晶软磁合金带材。
通过XRD测试实施例1的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构，如图2所示。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得实施例1的拉伸状态下热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图5所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，各向异性场Hk为2484Am-1，通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试拉伸状态下热处理后合金带材的磁导率，实施例1的磁导率在1kHz下为930，1kHz-1 MHz频率范围内变化量为5.3％，通过Evico磁光克尔显微镜观察拉伸状态下热处理后合金带材的磁畴结构，实施例1的磁畴结构为宽大规则板条状结构，畴宽为47μm。
对比例1
对比例1的合金成分与实施例1相同，对比例1的淬态非晶合金带材的制备方法与实施例1的淬态非晶合金带材的制备方法相同。所不同的是：对比例1将淬态非晶合金带材置于高真空环境的热处理炉中，在带材无拉伸条件下，升温至550℃，保温30min后水淬获得非晶或纳米晶合金带材。本对比例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
通过XRD测试对比例1的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构，如图2所示。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得对比例1热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图6所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，Hk为71Am-1，远低于实施例1。通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试对比例1热处理后合金带材的磁导率，对比例1的磁导率1kHz下为21000，1kHz-1 MHz频率范围内变化量为84.0％，远高于实施例1的变化量5.3％。通过Evico磁光克尔显微镜观察热处理后合金带材的磁畴结构，对比例1的磁畴结构为宽大不规则磁畴，不同于实施例1的规则板条状磁畴结构。与对比例1相比，实施例1的合金带材拥有较低的磁导率，且磁导率在1kHz-1 MHz频率范围内变化量小，具有较好的频率稳定性，实施例1合金带材的各向异性场2484Am-1也远大于对比例1的71Am-1，实施例1与对比例1相比，磁畴结构也为更加规则均匀的板条状结构。
实施例2
本实施例的合金成分为Fe72Si13B8Nb2Cu1Mn2Co2，其制备所使用的原料均为市售高纯原料，其中包括纯铁、纯硅、纯铜、纯硼、纯锰和纯铌。按照合金的组分及原料配比将合金原料在1350℃条件下进行真空熔炼以制备出母合金锭；使用单辊急冷法将熔融的母合金液喷射到铜辊线速度为40m/s的旋转铜辊上，制成宽度为1.10mm，厚度为24μm的淬态非晶合金带材。本实施例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
将制备获得的淬态非晶合金带材1，固定于拉伸装置2上两端夹紧，使带材长度方向受力拉伸，拉伸形变量为3mm，并将固定好合金带材的拉伸装置放于热处理炉3中，用机械泵抽至低真空状态，以20K/min的速度升温至温度550℃，保温5min后冷却至室温以下获得低磁导率非晶或纳米晶软磁合金带材。
通过XRD测试实施例2的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得实施例2拉伸状态下热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图5所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，各向异性场Hk为1994Am-1，通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试拉伸状态下热处理后合金带材的磁导率，实施例2的磁导率1kHz下为1200，1kHz-1MHz频率范围内变化量为5.8％，通过Evico磁光克尔显微镜观察拉伸状态下热处理后合金带材的磁畴结构，实施例2的磁畴结构为宽大规则板条状结构，畴宽为50μm。
对比例2
对比例2的合金成分与实施例2相同，对比例2的淬态非晶合金带材的制备方法与实施例2的淬态非晶合金带材的制备方法相同。所不同的是：对比例2将淬态非晶合金带材置于高真空环境的热处理炉中，在带材无拉伸条件下，升温至550℃，保温30min后水淬获得非晶或纳米晶合金带材。本对比例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
通过XRD测试对比例2淬态和热处理态非晶合金带材的相结构。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得对比例2热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图6所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，Hk为68Am-1，远低于实施例2。通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试对比例2热处理后合金带材的磁导率，对比例2的磁导率1kHz下为24500，1kHz-1 MHz频率范围内变化量为87.1％，远高于实施例2的变化量5.8％。通过Evico磁光克尔显微镜观察热处理后合金带材的磁畴结构，对比例1的磁畴结构为较为宽大的不规则磁畴，不同于实施例1的规则板条状磁畴结构。与对比例2相比，实施例2的合金带材拥有较低的磁导率，且磁导率在1kHz-1MHz频率范围内变化量小，具有较好的频率稳定性，实施例2合金带材的各向异性场1994Am-1也远大于对比例2的68Am-1，实施例2与对比例2相比，磁畴结构也为更加规则均匀的板条状结构。
实施例3
本实施例的合金成分为Fe70Si13B8Nb2Cu1Mn2Co4，其制备所使用的原料均为市售高纯原料，其中包括纯铁、纯硅、纯铜、纯硼、纯锰和纯铌。按照合金的组分及原料配比将合金原料在1380℃条件下进行真空熔炼以制备出母合金锭；使用单辊急冷法将熔融的母合金液喷射到铜辊线速度为40m/s的旋转铜辊上，制成宽度为1.15mm，厚度为22μm的淬态非晶合金带材。本实施例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
将制备获得的淬态非晶合金带材1，固定于拉伸装置2上两端夹紧，使带材长度方向受力拉伸，拉伸形变量为3mm，并将固定好合金带材的拉伸装置放于热处理炉3中，用机械泵抽至低真空状态，以20K/min的速度升温至温度560℃，保温5min后冷却至室温以下获得低磁导率非晶或纳米晶软磁合金带材。
通过XRD测试实施例3的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得实施例3拉伸状态下热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图5所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，各向异性场Hk为1694Am-1，通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试拉伸状态下热处理后合金带材的磁导率，实施例3的磁导率1kHz下为1430，1kHz-1MHz频率范围内变化量为4.0％，通过Evico磁光克尔显微镜观察拉伸状态下热处理后合金带材的磁畴结构，实施例3的磁畴结构为宽大规则板条状结构，畴宽为54μm。
对比例3
对比例3的合金成分与实施例3相同，对比例3的淬态非晶合金带材的制备方法与实施例3的淬态非晶合金带材的制备方法相同。所不同的是：对比例3将淬态非晶合金带材置于高真空环境的热处理炉中，在带材无拉伸条件下，升温至560℃，保温30min后水淬获得非晶或纳米晶合金带材。本对比例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
通过XRD测试对比例3的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得对比例3热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图6所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，Hk为70Am-1，远低于实施例3。通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试对比例3热处理后合金带材的磁导率，对比例3的磁导率1kHz下为22000，1kHz-1 MHz频率范围内变化量为86.6％，远高于实施例3的变化量4.0％。通过Evico磁光克尔显微镜观察热处理后合金带材的磁畴结构，对比例3的磁畴结构为较为宽大的不规则磁畴，不同于实施例3的规则板条状磁畴结构。与对比例3相比，实施例3的合金带材拥有较低的磁导率，且磁导率在1kHz-1 MHz频率范围内变化量小，具有较好的频率稳定性，实施例3合金带材的各向异性场1694Am-1也远大于对比例3的79Am-1，实施例3与对比例3相比，磁畴结构也为更加规则均匀的板条状结构。
实施例4
本实施例的合金成分为Fe68Si13B8Nb2Cu1Mn2Co6，其制备所使用的原料均为市售高纯原料，其中包括纯铁、纯硅、纯铜、纯硼、纯锰和纯铌。按照合金的组分及原料配比将合金原料在1400℃条件下进行真空熔炼以制备出母合金锭；使用单辊急冷法将熔融的母合金液喷射到铜辊线速度为40m/s的旋转铜辊上，制成宽度为1.17mm，厚度为21μm的淬态非晶合金带材。本实施例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
将制备获得的淬态非晶合金带材1，固定于拉伸装置2上两端夹紧，使带材长度方向受力拉伸，拉伸形变量为3mm，并将固定好合金带材的拉伸装置放于热处理炉3中，用机械泵抽至低真空状态，以20K/min的速度升温至温度560℃，保温5min后冷却至室温以下获得低磁导率非晶或纳米晶软磁合金带材。
通过XRD测试实施例4的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得实施例4拉伸状态下热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图5所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，各向异性场Hk为1507Am-1，通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试拉伸状态下热处理后合金带材的磁导率，实施例4的磁导率1kHz下为2380，1kHz-1MHz频率范围内变化量为10.8％，通过Evico磁光克尔显微镜观察拉伸状态下热处理后合金带材的磁畴结构，实施例4的磁畴结构为宽大规则板条状结构，畴宽为65μm。
对比例4
对比例4的合金成分与实施例4相同，对比例4的淬态非晶合金带材的制备方法与实施例4的淬态非晶合金带材的制备方法相同。所不同的是：对比例4将淬态非晶合金带材置于高真空环境的热处理炉中，在带材无拉伸条件下，升温至560℃，保温30min后水淬获得非晶或纳米晶合金带材。本对比例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
通过XRD测试对比例4的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得对比例4热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图6所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，Hk为104Am-1，远低于实施例4。通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试对比例4热处理后合金带材的磁导率，对比例4的磁导率1kHz下为19800，1kHz-1 MHz频率范围内变化量为85.7％，远高于实施例4的变化量10.8％。通过Evico磁光克尔显微镜观察热处理后合金带材的磁畴结构，对比例4的磁畴结构为较为宽大的不规则磁畴，不同于实施例4的规则板条状磁畴结构。与对比例4相比，实施例4的合金带材拥有较低的磁导率，且磁导率在1kHz-1MHz频率范围内变化量小，具有较好的频率稳定性，实施例4合金带材的各向异性场1507Am-1也远大于对比例4的104Am-1，实施例4与对比例4相比，磁畴结构也为更加规则均匀的板条状结构。
实施例5
本实施例的合金成分为Fe66Si13B8Nb2Cu1Mn2Co8，其制备所使用的原料均为市售高纯原料，其中包括纯铁、纯硅、纯铜、纯硼、纯锰和纯铌。按照合金的组分及原料配比将合金原料在1400℃条件下进行真空熔炼以制备出母合金锭；使用单辊急冷法将熔融的母合金液喷射到铜辊线速度为40m/s的旋转铜辊上，制成宽度为1.18mm，厚度为21μm的淬态非晶合金带材。本实施例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
如图1所示，将制备获得的淬态非晶合金带材1，固定于拉伸装置2上两端夹紧，使带材长度方向受力拉伸，拉伸形变量为3mm，并将固定好合金带材的拉伸装置放于热处理炉3中，用机械泵抽至低真空状态，以20K/min的速度升温至温度570℃，保温5min后冷却至室温以下获得低磁导率非晶纳米晶软磁合金带材。
通过XRD测试实施例5的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得实施例5拉伸状态下热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图5所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，各向异性场Hk为686Am-1，通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试拉伸状态下热处理后合金带材的磁导率，实施例5的磁导率1kHz下为2760，1kHz-1 MHz频率范围内变化量为16.2％，通过Evico磁光克尔显微镜观察拉伸状态下热处理后合金带材的磁畴结构，实施例5的磁畴结构为宽大规则板条状结构，畴宽为68μm。
对比例5
对比例5的合金成分与实施例5相同，对比例5的淬态非晶合金带材的制备方法与实施例5的淬态非晶合金带材的制备方法相同。所不同的是：对比例5将淬态非晶合金带材置于高真空环境的热处理炉中，在带材无拉伸条件下，升温至570℃，保温30min后水淬获得非晶或纳米晶合金带材。本对比例的制备态(淬态)的热力学行为通过差示扫描量热仪获得。
通过XRD测试对比例5的淬态和热处理态非晶合金带材的相结构。通过直流B-H仪(EXPH-100)获得对比例5热处理后合金带材的初始磁化曲线，如图6所示，基于初始磁化曲线计算各向异性场，Hk为97Am-1，远低于实施例5。通过阻抗分析仪(Agilent4294A)测试对比例5热处理后合金带材的磁导率，对比例5的磁导率1kHz下为16000，1kHz-1 MHz频率范围内变化量为87.7％，远高于实施例5的变化量16.2％。通过Evico磁光克尔显微镜观察热处理后合金带材的磁畴结构，对比例5的磁畴结构为较为宽大的不规则磁畴，不同于实施例5的规则板条状磁畴结构。与对比例5相比，实施例5的合金带材拥有较低的磁导率，且磁导率在1kHz-1MHz频率范围内变化量小，具有较好的频率稳定性，实施例5合金带材的各向异性场686Am-1也远大于对比例4的97Am-1，实施例5与对比例5相比，磁畴结构也为更加规则均匀的板条状结构。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种非晶或纳米晶软磁合金的制备方法，其特征在于，由分子式为FeaCubNbcSidBeMfXg，其中a+b+c+d+e+f+g＝100的合金带材在拉伸状态下热处理制备而成，M是元素V、Mn、Cr或Mo中的至少一种，X是元素Ni或Co中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的合金带材的各元素的原子百分含量分别为66≤a≤74，0.5≤b≤2，1≤c≤3，10≤d≤14，6≤e≤10，0＜f≤3,0≤g≤10。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的合金带材在拉伸状态下热处理为将合金带材两端置于拉伸装置上夹紧进行拉伸处理，产生形变后保持形变并置于热处理炉中，升温至350℃-600℃，保温120s-480s后再冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的合金带材的伸长量为1mm-4mm。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的合金带材的伸长量为2.5mm-3mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到的非晶或纳米晶软磁合金。
7.根据权利要求6所述的非晶或纳米晶软磁合金，其特征在于，所述的非晶或纳米晶软磁合金在1kHz下的磁导率小于3000。
8.根据权利要求6所述的非晶或纳米晶软磁合金，其特征在于，所述的非晶或纳米晶软磁合金的磁导率在1kHz-1MHz频率范围内变化量小于20％。
9.根据权利要求6所述的非晶或纳米晶软磁合金，其特征在于，所述的非晶或纳米晶软磁合金的各向异性场为680Am-1-2500Am-1，磁畴结构呈宽大规则板条状，畴宽为47μm-68μm。
10.根据权利要求6所述的非晶或纳米晶软磁合金在宽频低磁导率器件中的应用。
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- 2023-02-28 CN CN202310178012.2A patent/CN116377277A/zh active Pending
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