[发明专利]铁基非晶态软磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及非晶态软磁材料领域，尤其涉及一种铁基非晶态软磁材料及其制备方法。

背景技术

目前的铁基非晶态材料主要作为软磁材料使用。铁基非晶态软磁材料以其高饱和磁感强度，低铁损、高磁导率优异的磁性能被广泛应用于电力电子和电子信息领域，主要应用包括：中频电源变压器铁芯、开关电源平滑滤波输出电感、差模输入电感的环形无切口铁芯，空调、汽车音响的噪音抑制、汽车导航系统扼流圈的环形无切口铁芯，空调、等离子电视中PFC功率因数校正的环形切口铁芯，开关电源、不间断电源等输出电感及变压器的高频矩形切割铁芯，高功率密度的变速电动机、发电机的定子及转子等。

与晶态材料相比，非晶态软磁材料的缺点是热稳定性差，在较低温度下会发生晶化，使软磁性能发生恶化。因此在长期使用条件下，非晶态软磁材料的工作温度一般不宜超过100℃-150℃，这一点就限制了非晶态软磁材料的应用范围。因此研制具有高的热稳定性且好的软磁性能的非晶态材料具有重要的研究和应用前景。

发明内容

本发明的目的是提出一种铁基非晶态软磁材料及其制备方法，旨在解决传统铁基非晶态软磁材料热稳定性差，在较低温度下会发生晶化，软磁性能发生恶化的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提出了一种铁基非晶态软磁材料，所述铁基非晶态软磁材料的化学分子式为：Fe_xSi_yB_zCr_aM_b，式中的x、y、z、a和b为原子百分数，其中74≤x≤80，1.5≤y≤4，12≤z≤18，2≤a≤6，2≤b≤7；M为W、Nb、Mo、Ta或Hf中的一种或一种以上的组合。

本发明实施例还提出了一种上诉铁基非晶态软磁材料的制备方法，所述制备方法包括：按照预定配比将原料混合，通过熔炼将所述混合后的原料制成母合金锭；利用单辊熔体旋淬法，将所述母合金锭制备成铁基非晶合金带材；将所述铁基非晶合金带材卷成环状铁芯，放入退火炉里进行退火处理，得到所述铁基非晶态软磁材料。

本发明实施例提出的铁基非晶态软磁材料及其制备方法，通过在FeSiB系非晶合金中添加具有高熔点的元素M替代部分Fe来提高铁基非晶态软磁材料的晶化温度，有效提高了铁基非晶态软磁材料的高温稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例的铁基非晶态软磁材料的制备方法的流程图；

图2为原子百分比Fe₇₈Si₄B₁₂Cr₂W₄的铁基非晶态软磁材料的DSC曲线；

图3为原子百分比Fe₇₈Si₂B₁₂Cr₃W₅的铁基非晶态软磁材料的DSC曲线；

图4为原子百分比Fe₇₆Si_2.5B₁₃Cr₄W_4.5的铁基非晶态软磁材料的DSC曲线；

图5为原子百分比Fe₇₅Si_2.5B₁₃Cr₄Nb_5.5的铁基非晶态软磁材料的DSC曲线。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

为了克服传统非晶态软磁材料热稳定性较差的缺点，本发明实施例提出的一种铁基非晶态软磁材料，通过在FeSiB系非晶合金中添加具有高熔点的元素M替代部分Fe来提高铁基非晶态软磁材料的晶化温度，高熔点的元素M为Mo、W、Nb、Ta或Hf中的任意一种或任意多种。

需要说明的是，本发明实施例的铁基非晶态软磁材料中加入的M元素会使合金熔液在快速凝固过程中，M元素以单质或化合物形式从非晶合金带材表面析出，致使非晶合金带材表面不光滑，因此本发明实施例的铁基非晶态软磁材料中M元素的原子百分比含量控制在2～7之间。

为了克服M元素的加入导致非晶合金带材表面质量变差这一缺点，本发明通过向合金中加入Cr元素的办法，提高相同温度下熔融合金的粘度，避免M元素在快速凝固过程中从非晶合金带材表面析出，有效地提高非晶合金带材的表面质量。本发明实施例的铁基非晶态软磁材料中Cr元素原子百分比控制在2～6之间。