[发明专利]Fe66Co10Mo4P4C4B4Si3块体软磁纳米晶/非晶复合材料的制备方法有效
| 申请号： | 201110155726.9 | 申请日： | 2011-06-10 |
| 公开（公告）号： | CN102226256A | 公开（公告）日： | 2011-10-26 |
| 发明（设计）人： | 李福山;邹小珂;张军恒 | 申请（专利权）人： | 郑州大学 |
| 主分类号： | C22C45/02 | 分类号： | C22C45/02;C21D1/773;C21D1/26;C21D1/18;H01F1/147;H01F1/153 |
| 代理公司： | 郑州大通专利商标代理有限公司 41111 | 代理人： | 樊羿 |
| 地址： | 450001 河南省郑*** | 国省代码： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | fe sub 66 co 10 mo si 块体 纳米 复合材料 制备 方法 | ||
技术领域
本发明具体涉及冶金领域，尤其涉及一种Fe66Co10Mo4P4C4B4Si3块体软磁纳米晶/非晶复合材料金的制备方法。由此制得的Fe基块体软磁纳米晶/非晶复合材料具有较其相应的Fe基块体非晶合金更加优异的软磁性能。
背景技术
Fe基纳米晶/非晶复合材料具有高的磁饱和强度、低矫顽力、高磁导率以及低的磁滞损耗的优点，具有比坡莫合金、硅钢片、非晶合金更加优异的软磁性能，在电力电子工业领域具有广阔的应用前景。
20世纪80年代末，Yoshizawa等发现在Fe-Si-B系合金中加入适量的Cu，并经适当的晶化退火工艺处理后可获得在非晶基底上嵌有纳米尺寸α-Fe的复合材料。由于α-Fe相和非晶相的交换耦合作用，使得该成分的合金具有优异软磁性能。现有的非晶纳米晶软磁材料主要的合金系有Fe-Si-Nb-B-Cu系、Fe-Zr-B-Cu系和Fe-Co-Nb-B-Cu系等，由于Cu的富集作用，在快速凝固的过程中会成为晶化形核的核心，因而降低了这些合金系的非晶形成能力，不易制备出尺寸较大的块体非晶合金，仅能制备出薄带状样品。薄带材料用作磁性材料有三个主要缺点：带材太薄导致铁芯缠绕层数增加，层与层之间存在大量的空气，这导致铁芯致密度下降，则势必导致磁通密度的降低：同时存在退火脆性和应力敏感，导致铁芯的制备困难，从而限制了纳米晶软磁材料的应用。
为了获得三维大尺寸块体纳米非晶合金，首先得制备出纳米非晶粉末，然后采用机械合金化法将粉末烧结压实，制得块体状的纳米非晶合金。由于在纳米材料的烧结过程中，纳米晶粒的长大和致密化的进程是两个相互竞争的过程，因此为了保证获得晶粒细小的纳米组织，必定会影响到块体的粉末致密度。实际生产过程中因由纳米粒子压实成的块体致密度不高，体内存在大量孔隙，导致粉末冶金法制备的块体磁性材料难以显示优异的磁性能。
压力晶化法，首先对非晶态合金加压，然后对大块非晶合金加热，保温，自然冷却，最后卸载压力，得到纳米晶/非晶复合材料。该方法操作过程复杂，流程多，设备昂贵。而且制备出的块体非晶合金为非磁性的Zr基块体非晶合金。
超声法可实现大块非晶合金纳米晶化法，在超声条件下对块体非晶合金进行加热处理实现纳米晶化，虽然能够实现块体非晶合金的纳米晶化，但是所用到的设备复杂、且处理时间较长（30～90min），增加了处理成本，而且处理的大块非晶合金不具有软磁性能。
Fe74Al4Ga2P12B4Si4基块体非晶合金纳米晶化法提高软磁性能，虽然通过晶化退火处理，获得了纳米尺寸的α-Fe相，然而Fe74Al4Ga2P12B4Si4块体非晶合金本质不属于软磁材料，纳米晶化处理后矫顽力降低至94.16Oe=7496A/m。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种Fe66Co10Mo4P4C4B4Si3块体软磁纳米晶/非晶复合材料的制备方法，它通过晶化退火的方法实现Fe66Co10Mo4P4C4B4Si3块体非晶合金的纳米化，进而制备出结构致密度高、软磁性能较其相应的Fe基块体非晶合金更加优异的Fe66Co10Mo4P4C4B4Si3块体软磁纳米晶/非晶复合材料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
将块体非晶合金直接晶化获得具有软磁性能优异的块体纳米晶/非晶复合材料，主要包括以下步骤：
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