PL248674B1 - Masywny amorficzny stop żelaza - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest masywny amorficzny stop żelaza, który charakteryzuje się tym, że ma skład Fe61Co10Y8Ag1B20, oraz nieuniknione zanieczyszczenia.

Description

Przedmiotem wynalazku jest masywny amorficzny stop żelaza z dodatkiem srebra mający zastosowanie zwłaszcza w elektronice, elektrotechnice i energetyce.

Tak zwane materiały magnetycznie miękkie znajdują zastosowanie w wielu gałęziach elektroniki i elektrotechniki. Jednym z najważniejszych zastosowań stopów o właściwościach magnetycznie miękkich jest przetwarzanie energii elektrycznej. Stopy o tych właściwościach stosowane są przy budowie rdzeni transformatorów. Konwencjonalne materiały z jakich są wytwarzane rdzenie transformatorów to stopy Fe-Si. Materiały te są tanie w produkcji jednak ze względu na krystaliczną strukturę nie nadają się do pracy w wysokich częstotliwościach. Podczas procesu przemagnesowania przy wysokich częstotliwościach dochodzi do zniszczenia materiału. Jedną z nowoczesnych grup materiałów wykazujących właściwości magnetycznie miękkie są amorficzne stopy na osnowie Fe oraz Co. Stopy te najczęściej wytwarzane są w procesie szybkiego chł odzenia w postaci cienkich taśm, których grubość nie przekracza 100 μm. Podczas procesu produkcji taśm osiągana jest szybkość chłodzenia rzędu 105 K/s. Wymiary tych materiałów znacznie ograniczają ich zdolności aplikacyjne. Rozwój technologii pozwolił na opracowanie nowych metod produkcyjnych oraz opracowanie nowych składów chemicznych. Przy użyciu metod wtłaczania bądź zasysania ciekłego stopu do miedzianej formy możliwe jest wytworzenie objętościowych stopów amorficznych o grubości zacznie przekraczających 100 μm.

Z polskiego opisu patentowego nr 154378 znany jest amorficzny stop metali, magnetycznie miękki, przeznaczony w szczególności na rdzenie magnetyczne pracujące w zmiennych polach magnetycznych o podwyższonej częstotliwości i polach impulsowych będący na osnowie Fe i zawierający wagowo 18-21% Co, 4-8% B i Si łącznie oraz 0,05-1,0% Ta, a resztę składu stanowi Fe.

Innym znanym z polskiego opisu patentowego nr 131127 jest metalowy stop żelaza, boru i krzemu zawierający wagowo: (77:80%) żelaza, (12%: 16%) krzemu, (5:10%) boru oraz ślady zanieczyszczeń wytwarzany w postaci bardzo cienkich taśm.

Celem wynalazku jest masywny amorficzny stop żelaza, którego właściwości będą charakteryzowały się wysoką indukcją nasycenia, niską wartością pola koercji i dobrą stabilnością temperaturową.

Istotą wynalazku jest masywny amorficzny stop żelaza charakteryzujący się tym, że ma skład Fe61Co10Y8Ag1B20, oraz nieuniknione zanieczyszczenia. Nieuniknione zanieczyszczenia są w ilości nie większej 0,09%.

Stop wytworzono w jednoetapowym procesie produkcyjnym podczas szybkiego chłodzenia ciekłego stopu z prędkością około 10² K/s. Taka prędkość chłodzenia zapewnia osiągnięcie struktury amorficznej dla danego składu chemicznego.

Materiał ze stopu Fe61Co10Y8Ag1B20 według wynalazku zawiera odpowiednio (atomowo): Fe 61%; B - 20%; Y - 8%; Co - 10%, Ag - 1% przy zanieczyszczeniu max 0,05%.

Zaletą proponowanego stopu według wynalazku w stosunku do wytwarzanych materiałów amorficznych w postaci cienkich taśm jest to, że stop o strukturze amorficznej o grubości 0,5 mm można otrzymać w jednym etapie produkcji.

P rzy kła d I

Stop zawiera atomowo Fe - 61%; B - 20%; Y - 8%; Co - 10%, Ag - 1% przy zanieczyszczeniu 0,05%.

Stop amorficzny wytwarzany jest z wcześniej przygotowanych polikrystalicznych wlewków znanymi sposobami. Amorficzne stopy o kształtach płytek (0,5 mm grubość) wytwarzane są przy użyciu metody wtłaczania ciekłego stopu do miedzianej formy chłodzonej wodą. Proces produkcyjny przeprowadzany jest w komorze próżniowej w atmosferze ochronnej argonu.

Strukturę wytworzonej płytki stopu Fe61Co10Y8Ag1B20 badano przy użyciu dyfrakcji rentgenowskiej:

PL 248674 Β1

theta [deg]

Na zarejestrowanym dyfraktogramie widoczne jest jedno szerokie maksimum świadczące o amorficznej strukturze wytworzonego stopu. Właściwości magnetyczne stopu Fe6iCoioY8AgiB2o określono na podstawie zmierzonej statycznej pętli histerezy magnetycznej:

HtJH[T|

Zarejestrowana pętla jest typowa jak dla materiałów wykazujących tak zwane właściwości magnetycznie miękkie. Stop Fe6iCoioYeAgiB2o charakteryzuje się wartością pola koercji Hc = 80 A/m oraz magnetyzacją nasycenia Ms = 1,13 T.

Claims (1)

1. Masywny amorficzny stop żelaza, znamienny tym, że ma skład Fe6iCoioYeAgiB2o, oraz nieuniknione zanieczyszczenia.