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一種鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶及其制備方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510674626.5

申請日:

2015.10.16

公開號:

CN105261435A

公開日:

2016.01.20

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):H01F 1/153申請日:20151016|||公開
IPC分類號: H01F1/153; H01F41/02; C22C45/02 主分類號: H01F1/153
申請人: 網為新材料(邳州)有限公司
發明人: 梁春永; 王洪水; 趙凱; 朱勝利
地址: 221300江蘇省徐州市邳州市邳州經濟開發區環城北路北側、紅旗路西側
優先權:
專利代理機構: 北京瑞恒信達知識產權代理事務所(普通合伙)11382 代理人: 曹津燕; 王瑞琳
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510674626.5

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.02.17|||2016.01.20

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶,其組成為如FeaSibBcPdCueMef所示,其中,a、b、c、d、e和f分別表示在所述合金薄帶中Fe、Si、B、P、Cu和Me按原子質量份數計的含量,80≤a≤90,0.5≤b≤5,5≤c≤12,1≤d≤9,0.3≤e≤2,0.3≤f≤3,a+b+c+d+e+f=100;本發明采用微量元素的添加,無需熱處理即可獲得高飽和磁感應強度的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶,該合金薄帶在高真空或氬氣保護下制得,具有優異的軟磁性能和高的熱穩定性,適用于變壓器、發動機、電動機、發電機和磁傳感器等。

權利要求書

1.一種鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶,其組成為如FeaSibBcPdCueMef
所示,其中,所述Me選自Ti、Zr、Nb或Ta中的一種,a、b、c、d、e和f
分別表示在所述合金薄帶中Fe、Si、B、P、Cu和Me按原子質量份數計的
含量,并且80≤a≤90,0.5≤b≤5,5≤c≤12,1≤d≤9,0.3≤e≤2,0.3≤f≤3,
a+b+c+d+e+f=100。
2.根據權利要求1所述的合金薄帶,其特征在于,83≤a≤87。
3.根據權利要求1或2所述的合金薄帶,其特征在于,1≤b≤3。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的合金薄帶,其特征在于,6≤c≤10。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的合金薄帶,其特征在于,2≤d≤6。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的合金薄帶,其特征在于,0.5≤e≤1。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的合金薄帶,其特征在于,0.5≤f≤1。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的合金薄帶,其特征在于,所述
合金薄帶的厚度為15~40μm,寬度為1~5mm。
9.如權利要求1至8中任一項所述的合金薄帶的制備方法,該制備方
法包括如下步驟:
(1)按原子質量份數計的含量比例取Fe、Si、B、P、Cu和Me;
(2)抽真空,在保護氣氛下將步驟(1)配好的原料加熱到1200~1400℃
熔煉;
(3)在保護氣氛下,將步驟(2)熔煉的液態合金于1200~1400℃下噴
射于銅輥,制得鐵基非晶納米軟磁合金薄帶。
10.根據權利要求9所述的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中
所述抽真空至≤9×10-3Pa;
優選地,所述保護氣體為氬氣或氮氣;
優選地,所述熔煉時間為5~30min;
優選地,所述熔煉設備為高頻感應爐或電弧熔煉爐;
優選地,所述銅輥的表面線速度為20~60m/s。
11.如權利要求1至8中任一項所述的合金薄帶在制備電子設備鐵芯中
的用途;
優選地,所述電子設備為電機、變壓器、電抗器或互感器。

說明書

一種鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶及其制備方法

技術領域

本發明涉及合金領域,尤其涉及一種具有非晶納米晶復合結構以及高飽
和磁感應強度的軟磁合金薄帶及其制備方法。

背景技術

軟磁合金材料是較早開發出的一類磁性功能材料,從最初發現到現在,
其經歷了電工純鐵、電工鋼、坡莫合金、Fe~Co合金、軟磁鐵氧體以及非晶
合金等體系。其中,非晶態合金軟磁材料具有電阻率高、磁導率高、損耗低
的特點,同硅鋼相比,其生產工藝簡單,無需特殊加工,被認為是理想的鐵
芯材料。

然而,與傳統的硅鋼鐵芯材料相比,非晶態合金軟磁材料仍然存在一些
不足,最大的不足在于其飽和磁感應強度較低。傳統的取向硅鋼的Bs值可
以達到2.0T,而典型的鐵基非晶合金Fe78Si9B13的Bs值僅為1.5左右。

眾多研究人員嘗試獲得具有高飽和磁感應強度的鐵基非晶態合金。最典
型的例子為具有1.8T的Metglass2605Co合金,但是其合金中含有大量Co
原子,成本較高,不適合大規模的工業磁性產品使用。

美國專利US4226619公開了一種非晶態FeBC合金,其飽和磁感應強度
在1.7左右,但其矯頑力較大而且太脆,無法實際應用。

CN1721563A的中國專利公開了一種FeSiBC的合金,其飽和磁感應強
度為1.64T,但制備過程復雜,且生產成本較高。

CN102471856A公開了一種FeBPCu系的合金,此非晶薄帶經熱處理后
可以析出25nm以下的BCC結構的納米Fe相,獲得高于1.6T的鐵基非晶納
米晶軟磁材料。CN101595237A公開了一種FeSiBPCu系非晶合金,其最高
飽和磁感應強度可以達到1.6T,CN102741437A公開了FeSiBCuP系非晶態
合金經熱處理以后會析出平均尺寸10~25nm的BCC鐵相,使其飽和磁感應
強度達到1.8~1.9T。然而在制備過程中經過了熱處理,勢必會增多加工過程,
提高生產成本,對應學術論文為AkihiroMakino,Nanocrustallinesoftmagnetic
Fe-Si-B-P-CualloyswithhighBof1.8-1.9Tcontributabletoenergysaving,
IEEETransactionsonMagnetics,48(2012)1331-1335.

發明內容

針對上述問題,本發明提供一種鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶及其制備
方法,通過添加微量元素,無需熱處理即可獲得高飽和磁感應強度的鐵基非
晶納米晶軟磁合金薄帶。而已知現有技術中的制備方法是熔煉-噴帶-熱處理,
即第一步,先把元素金屬熔煉成合金;第二步,加熱到熔融狀態后,噴注到
高速旋轉的銅輥上得到非晶合金條帶;第三步,把非晶條帶放到熱處理爐中
進行熱處理,以獲得非晶基體中析出納米晶;本發明所述制備方法只需要熔
煉-噴帶就直接獲得了非晶基體+納米晶的結構,無需第三步的熱處理。本發
明得到的合金薄帶在高真空或氬氣保護下制得,具有優異的軟磁性能和高的
熱穩定性,適用于變壓器、發動機、電動機、發電機和磁傳感器等。

用于實現上述目的的技術方案如下:

本發明提供一種鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶,其組成為如
FeaSibBcPdCueMef所示,其中,所述Me選自Ti、Zr、Nb或Ta中的一種,a、
b、c、d、e和f分別表示在所述合金薄帶中Fe、Si、B、P、Cu和Me按原
子質量份數計的含量,并且80≤a≤90,0.5≤b≤5,5≤c≤12,1≤d≤9,0.3≤e≤2,
0.3≤f≤3,a+b+c+d+e+f=100。

所述組分Fe按原子質量份數計的含量a的取值范圍是80≤a≤90,優選為
83≤a≤87。

所述組分Si按原子質量份數計的含量b的取值范圍是0.5≤b≤5,優選為
1≤b≤3。

所述組分B按原子質量份數計的含量c的取值范圍是5≤c≤12,優選為
6≤c≤10。

所述組分P按原子質量份數計的含量d的取值范圍是1≤d≤9,優選為
2≤d≤6。

所述組分Cu按原子質量份數計的含量e的取值范圍是0.3≤e≤2,優選為
0.5≤e≤1。

所述組分Me(Ti、Zr、Nb、Ta中的一種)按原子質量份數計的含量f
的取值范圍是0.3≤f≤3,優選為0.5≤f≤1。

本發明所述合金薄帶的厚度為15~40μm,寬度為1~5mm。

本發明另一方面提供了一種鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的制備方法,
包括如下步驟:

(1)按原子質量份數計的含量比例取Fe、Si、B、P、Cu和Me;

(2)抽真空,在保護氣氛下將步驟(1)配好的原料加熱到1200~1400℃
熔煉;

(3)在保護氣氛下,將步驟(2)熔煉的液態合金于1200~1400℃下噴
射于銅輥,制得鐵基非晶納米軟磁合金薄帶。

所述步驟(2)中所述抽真空至≤9×10-3Pa;

優選地,所述步驟(2)和(3)中所述保護氣體為氬氣或氮氣;

優選地,所述步驟(2)中所述熔煉時間為5~30min;

優選地,所述步驟(2)中的熔煉設備為高頻感應爐或電弧熔煉爐;

優選地,所述步驟(3)中銅輥的表面線速度為20~60m/s。

在上述的制備方法中,制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶在制備
電子設備鐵芯中的用途;所述電子設備是電機、變壓器、電抗器或互感器。

經上述制備方法得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的厚度為
15~40μm,寬度為1~5mm。

下面對上述鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的成分設計原理進行說明:

在本發明中,Si元素的主要作用是提高非晶形成能,適當提高合金熱穩
定性和居里溫度,Si元素過低,難以發揮其提高非晶形成能的作用,而含量
過高,則可能降低鐵磁性元素的含量,從而降低合金的飽和磁感應強度。

在本發明中,P元素的主要作用是提高非晶形成能,適當提高合金熱穩
定性,P元素過低,難以發揮其提高非晶形成能的作用,而含量過高,則可
能降低鐵磁性元素的含量,從而降低合金的飽和磁感應強度。

在本發明中,B元素的主要作用是提高非晶形成能,適當提高合金熱穩
定性和居里溫度,B元素過低,難以發揮其提高非晶形成能的作用,而含量
過高,則可能降低鐵磁性元素的含量,從而降低合金的飽和磁感應強度。

在本發明中,Fe是磁性元素,高含量的Fe元素可以獲得較高的磁感應
強度,但是Fe含量過高,比如導致非晶形成元素的降低,非晶形成能力下
降,無法獲得最佳的綜合性能。

在本發明中,Cu元素易在加熱初期析出形成富Cu團簇,進而作為富
Fe納米晶粒形成時的形核點,促進了納米晶的形成,但是在噴帶過程中,隨
著溫度的升高Cu會首先大量析出,如果Cu含量過高,Cu元素會形成過量
的團簇,進而在后續快速凝固過程中以這些團簇為結晶核心,在局部形成大
量晶體,降低其非晶形成能力。

在本發明中,Me(Ti、Zr、Nb、Ta中的一種)元素的加入會顯著提高
Fe基合金過冷液體中形核速率,從而促進在急冷條件下合金中BCC納米晶
鐵相直接析出。該納米晶相能夠大幅降低Fe基非晶納米晶合金的飽和磁致
伸縮,帶來高的磁通密度和高的導磁率。

本發明采用微量元素的添加,提供一種無需本發明前述的現有技術中所
需的熱處理(“熔煉-噴帶-熱處理”的第三步)即可獲得高飽和磁感應強度的
鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶,該合金薄帶在高真空或保護氣體下制得,具
有優異的軟磁性能和高的熱穩定性,適用于變壓器、發動機、電動機、發電
機和磁傳感器等;與現有技術產品相比較,由于本發明方法中的Me元素的
添加有效提高了過冷液體形核率,促進BCC納米晶鐵相的析出,使得Fe基
納米合金的制備,并且降低材料的磁致伸縮系數,提高初始磁導率,顯著提
高飽和磁感應強度達到1.7T以上。

附圖說明

圖1為本發明實施例1得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的XRD檢
測結果圖;

圖2為本發明實施例1得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的VSM檢
測結果圖;

圖3為本發明實施例2得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的XRD檢
測結果圖;

圖4為本發明實施例3得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的XRD檢
測結果圖;

圖5為本發明實施例4得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的XRD檢
測結果圖;

圖6為本發明實施例5得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的XRD檢
測結果圖;

圖7為本發明實施例6得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的XRD檢
測結果圖;

圖8為本發明實施例7得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的XRD檢
測結果圖;

圖9為本發明實施例8得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶的XRD檢
測結果圖;

圖10為本發明對比例1得到的合金薄帶的XRD檢測結果圖;

圖11為本發明對比例2得到的合金薄帶的XRD檢測結果圖;

圖12為本發明對比例3得到的合金薄帶的XRD檢測結果圖。

具體實施方式

以下參照具體的實施例來說明本發明。本領域技術人員能夠理解,這些
實施例僅用于說明本發明,其不以任何方式限制本發明的范圍。

下述實施例中的實驗方法,如無特殊說明,均為常規方法。下述實施例
中所用的原料、試劑材料等,如無特殊說明,均為市售購買產品。

實施例1

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、磷鐵、純硅、純銅、純鈦為原料,各組
分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B7P4Cu1Ti1進行配料后加入高頻感
應爐;

(2)對高頻感應爐抽真空到5×10-3Pa后充入氬氣,將步驟(1)配好的
原料在高頻感應爐的石英管中加熱到1300℃,使其熔化,保持10分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金于1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
銅輥表面線速度為50m/s,從而制備成鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖上存在明顯寬化的α-Fe衍射峰,同時衍射峰下存在一漫散射包,
說明本實施例制備的合金薄帶晶體結構為α-Fe與非晶共存,見圖1,經VSM
檢測得到其飽和磁感應強度為2.03T,見圖2。

實施例2

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、磷鐵、純硅、純銅、純鈦為原料,各組
分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B6P4Cu1Ti2進行配料后加入高頻感
應爐;

(2)對高頻感應爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,將步驟(1)配好的
原料在高頻感應爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持10分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金于1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
銅輥表面線速度為60m/s,從而制備成鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖上存在明顯寬化的α-Fe衍射峰,同時衍射峰下存在一漫散射包,
說明薄帶晶體結構為α-Fe與非晶共存,見圖3,經VSM檢測得到其飽和磁
感應強度為1.92T。

實施例3

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、磷鐵、純硅、純銅、純鋯為原料,各組
分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B7P4Cu1Zr1進行配料后加入高頻感
應爐;

(2)對高頻感應爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,將步驟(1)配好的
原料在高頻感應爐的石英管中加熱到1300℃,使其熔化,保持10分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金于1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
銅輥表面線速度為40m/s,從而制備成鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖上存在明顯寬化的α-Fe衍射峰,同時衍射峰下存在一漫散射包,
說明薄帶晶體結構為α-Fe與非晶共存,見圖4,經VSM檢測得到其飽和磁
感應強度為1.88T。

實施例4

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、磷鐵、純硅、純銅、純鋯為原料,各組
分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B6P4Cu1Zr2進行配料后加入高頻感
應爐;

(2)對高頻感應爐抽真空到5×10-3Pa后充入氬氣,將步驟(1)配好的
原料在高頻感應爐的石英管中加熱到1300℃,使其熔化,保持15分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金于1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
銅輥表面線速度為40m/s,從而制備成鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖上存在明顯寬化的α-Fe衍射峰,同時衍射峰下存在一漫散射包,
說明薄帶晶體結構為α-Fe與非晶共存,見圖5,經VSM檢測得到其飽和磁
感應強度為1.75T。

實施例5

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、磷鐵、純硅、純銅、純鈮為原料,各組
分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B7P4Cu1Nb1進行配料后加入高頻
感應爐;

(2)對高頻感應爐抽真空到5×10-3Pa后充入氬氣,將步驟(1)配好的
原料在高頻感應爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持15分鐘;

(3)然后用氬氣將熔化的液體合金于1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥
上,銅輥表面線速度為20m/s,從而制備成鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖上存在明顯寬化的α-Fe衍射峰,同時衍射峰下存在一漫散射包,
說明薄帶晶體結構為α-Fe與非晶共存,見圖6,經VSM檢測得到其飽和磁
感應強度為1.77T。

實施例6

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、磷鐵、純硅、純銅、純鈮為原料,各組
分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B6P4Cu1Nb2進行配料后加入電弧
熔煉爐;

(2)對電弧熔煉爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,將步驟(1)配好的
原料在電弧熔煉爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持20分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金于1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
銅輥表面線速度為35m/s,從而制備成鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖上存在明顯寬化的α-Fe衍射峰,同時衍射峰下存在一漫散射包,
說明薄帶晶體結構為α-Fe與非晶共存,見圖7,經VSM檢測得到其飽和磁
感應強度為1.74T。

實施例7

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、磷鐵、純硅、純銅、純鉭為原料,各組
分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B7P4Cu1Ta1進行配料后加入電弧熔
煉爐;

(2)對電弧熔煉爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,保護氣氛下將步驟
(1)配好的原料在電弧熔煉爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持
25分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金于1400℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
銅輥表面線速度為20m/s,從而制備成鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖上存在明顯寬化的α-Fe衍射峰,同時衍射峰下存在一漫散射包,
說明薄帶晶體結構為α-Fe與非晶共存,見圖8,經VSM檢測得到其飽和磁
感應強度為1.72T。

實施例8

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、磷鐵、純硅、純銅、純鉭為原料,各組
分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B6P4Cu1Ta2進行配料后加入電弧熔
煉爐;

(2)對電弧熔煉爐抽真空到5×10-3Pa后充入氬氣,保護氣氛下將步驟
(1)配好的原料在電弧熔煉爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持
30分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金于1400℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
所述銅輥表面線速度為35m/s,從而制備成鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖上存在明顯寬化的α-Fe衍射峰,同時衍射峰下存在一漫散射包,
說明薄帶晶體結構為α-Fe與非晶共存,見圖9,經VSM檢測得到其飽和磁
感應強度為1.73T。

對比例1

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、鐵磷合金、純硅、純銅為原料,各組分
元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B7P4Cu1進行配料后加入高頻感應
爐;

(2)對高頻感應爐抽真空到5×10-3Pa后充入氬氣,保護氣氛下將步驟
(1)配好的原料在高頻感應爐的石英管中加熱到1300℃,使其熔化,保持
10分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金在1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
所述銅輥表面線速度為50m/s,從而制備成鐵基非晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖未經明顯的衍射峰,說明其主要為非晶結構,見圖10,經VSM檢
測得到其飽和磁感應強度為1.49T。

對比例2

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、鐵磷合金、純硅、純銅為原料,各組分
元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B8P4Cu1進行配料后加入高頻感應
爐;

(2)對高頻感應爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,保護氣氛下將步驟
(1)配好的原料在石英管中熔化加熱到1400℃,使其熔化,保持30分鐘;

(3)然后用氬氣將熔化的液體合金在1400℃下噴射到高速旋轉的銅輥
上,所述銅輥表面線速度為50m/s,從而制備成鐵基非晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖未經明顯的衍射峰,說明其主要為非晶結構,見圖11,經VSM檢
測得到其飽和磁感應強度為1.45T。

對比例3

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、鐵磷合金、純硅、純銅為原料,各組分
元素按照原子質量份數計的含量Fe85.5Si2B8P4Cu0.5進行配料后加入電弧熔煉
爐;

(2)在電弧熔煉爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,保護氣氛下將步驟
(1)配好的原料在電弧熔煉爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持
20分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金在1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
所述銅輥表面線速度為50m/s,從而制備成鐵基非晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經XRD檢測其晶體結構,
XRD譜圖未經明顯的衍射峰,說明其主要為非晶結構,見圖12,經VSM檢
測得到其飽和磁感應強度為1.46T。

對比例4

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、鐵磷合金、純硅、純銅、純鋁為原料,
各組分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B7.5P4Cu1Al0.5進行配料后加入
高頻感應爐;

(2)在電弧熔煉爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,保護氣氛下將步驟
(1)配好的原料在電弧熔煉爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持
20分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金在1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
所述銅輥表面線速度為50m/s,從而制備成鐵基非晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經VSM檢測得到其飽和磁感
應強度為1.58T。

對比例5

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、鐵磷合金、純硅、純銅、純鋁為原料,
各組分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B7P4Cu1Ga1進行配料后加入
高頻感應爐;

(2)在電弧熔煉爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,保護氣氛下將步驟
(1)配好的原料在電弧熔煉爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持
20分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金在1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
所述銅輥表面線速度為50m/s,從而制備成鐵基非晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經VSM檢測得到其飽和磁感
應強度為1.60T。

對比例6

(1)選用純鐵、硼鐵或純硼、鐵磷合金、純硅、純銅、純鋁為原料,
各組分元素按照原子質量份數計的含量Fe85Si2B6P4Cu1In2進行配料后加入高
頻感應爐;

(2)在電弧熔煉爐抽真空到8×10-3Pa后充入氬氣,保護氣氛下將步驟
(1)配好的原料在電弧熔煉爐的石英管中加熱到1400℃,使其熔化,保持
20分鐘;

(3)用氬氣將熔化的液體合金在1200℃下噴射到高速旋轉的銅輥上,
所述銅輥表面線速度為50m/s,從而制備成鐵基非晶軟磁合金薄帶。

制備得到的鐵基非晶納米晶軟磁合金薄帶經VSM檢測得到其飽和磁感
應強度為1.62T。

上述實施例1~8和對比例1~6的晶體類型、密度和飽和磁感應強度見表
1。

表1:上述實施例1~8和對比例1~6的晶體類型、密度和飽和磁感應強度

材料編號
成分
晶體類型
密度(g/cm3)
Bs(T)
實施例1
Fe85Si2B7P4Cu1Ti1
A+C
7.35
2.03
實施例2
Fe85Si2B7P4Cu1Ti2
A+C
7.31
1.92
實施例3
Fe85Si2B6P4Cu1Zr1
A+C
7.46
1.88
實施例4
Fe85Si2B6P4Cu1Zr2
A+C
7.43
1.75
實施例5
Fe85Si2B7P4Cu1Nb1
A+C
7.49
1.77
實施例6
Fe85Si2B6P4Cu1Nb2
A+C
7.55
1.74
實施例7
Fe85Si2B7.5P4Cu1Ta0.5
A+C
7.55
1.72

實施例8
Fe85Si2B6P4Cu1Ta2
A+C
7.55
1.73
對比例1
Fe85Si2B7P4Cu2
A
7.57
1.49
對比例2
Fe85Si2B8P4Cu1
A
7.57
1.45
對比例3
Fe85.5Si2B8P4Cu0.5
A
7.57
1.46
對比例4
Fe85Si2B7.5P4Cu1Al0.5
A+C
7.34
1.58
對比例5
Fe85Si2B7P4Cu1Ga1
A+C
7.36
1.60
對比例6
Fe85Si2B6P4Cu1In2
A+C
7.40
1.62

以上對本發明具體實施方式的描述并不限制本發明,本領域技術人員可
以根據本發明作出各種改變或變形,只要不脫離本發明的精神,均應屬于本
發明所附權利要求的范圍。

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一種 鐵基非晶 納米 晶軟磁 合金 及其 制備 方法
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