[发明专利]一种高耐蚀性铁基软磁非晶合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料及其制备的技术领域，尤其涉及一种具有优异耐腐蚀性能、高非晶形成能力以及优异磁性能的铁基软磁非晶合金材料及其制备方法。

背景技术

工业应用中，许多机械电子设备中使用的电磁器件常常工作在恶劣的环境中，如湿热盐雾、氨气或各种酸、海水、污水等腐蚀介质。这些器件要求具有良好的耐各种介质或气体腐蚀的性能。

目前，国内使用的耐蚀性合金主要是Fe-Cr系合金（牌号1J116,1J117）和Fe-Ni系（牌号1J36）。Fe-Cr系合金中，Cr元素能形成致密、均匀的钝化膜，提高合金的耐蚀性。然而，研究表明Cr元素的质量含量大约超过12%才表现较好的耐蚀性，例如，1J116合金中Cr元素的质量含量为15.5～16.5%；1J117合金中Cr元素的质量含量为17.0～18.5%。但是，Cr的大量使用势必对土壤，水资源等造成较严重的污染，不利于环保。同时，由于合金各向异性常数和磁致伸缩系数较大，这些合金的软磁性能也较差。目前，国内的性能水平是：1J116和1J117合金矫顽力分别为25A/m和30A/m。相对而言，Fe-Ni系合金具有较好的软磁性能，矫顽力不超过16A/m，但是该系列合金由于含有大量稀贵金属Ni，一般其质量含量为35-37%，价格较为昂贵。

随着工业技术水平迅速发展和电子设备趋于小型化，对磁性材料的磁性能要求也越来越高，使现有的耐蚀性软磁合金的工业应用领域受到很大限制，因此迫切需要开发新型的耐蚀性软磁材料。与晶体材料相比，铁基非晶合金因其长程无序结构，以及不存在位错、晶界等缺陷而具有优异的磁性能，如低矫顽力，高磁导率，低损耗等。1967年，美国加州理工学院杜威兹（P.Duwez）等首次合成具有铁磁性的Fe-P-C非晶合金，自此，软磁非晶合金引起人们极大的关注。目前，Metglas系列非晶合金已经广泛用于各种变压器、电感器和传感器，成为电力、电子和信息领域不可缺少的重要基础材料。然而，这些传统合金的非晶形成能力较小，其熔体需要在高于10⁵K/s的冷却速率下才能形成非晶态，因此只能制备成带材、丝材或粉材，极大地限制了复杂形状的非晶磁性器件的制备。

众所周知，合金的非晶形成能力和耐蚀性对其成分都是相当敏感的。通常情况是，为了获得高耐蚀性的铁基大块非晶合金，必须添加大量非铁磁性元素，这将导致该合金饱和磁感应强度和居里温度的降低，甚至室温下失去铁磁性。因此，开发同时具有高耐蚀性、高饱和磁感应强度和高非晶形成能力的铁基软磁非晶合金至今仍是一个有待攻克的难题。

发明内容

本发明的技术目的是针对上述铁基软磁非晶合金的技术现状，提供一种成本低廉且具有高耐蚀性、高非晶形成能力以及优异磁性能的铁基软磁非晶合金材料。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：一种铁基软磁非晶合金，其分子式为Fe_aCr_bNi_cMo_dP_eC_fB_gSi_h，式中a、b、c、d、e、f、g、h表示各对应原子的摩尔百分含量，60≤a≤80，0.5≤b≤4，2≤c≤12，2.5≤d≤4.5，8.5≤e≤11.5，2.5≤f≤5.5，3≤g≤6，1≤h≤4，并且满足a+b+c+d+e+f+g+h=100。

作为优选，所述的62≤a≤76。

作为优选，所述的1.5≤b≤3.5，进一步优选为2≤d≤3，更优选为2.1≤d≤2.9。

作为优选，所述的5≤c≤10，进一步优选为5.2≤c≤6.8。

作为优选，所述的2.5≤d≤3.8，进一步优选为2.8≤d≤3.5。

作为优选，所述的8.5≤e≤10.8，进一步优选为8.8≤e≤9.5。

作为优选，所述的2.8≤f≤4。

作为优选，所述的3.5≤g≤4.5，进一步优选为3.6≤g≤4.4。

作为优选，所述的2.5≤h≤4，进一步优选为2.6≤h≤3.5，更优选为2.8≤h≤3。

本发明一种铁基软磁非晶合金的制备方法包括以下步骤：