[发明专利]高频性能优良的铁基纳米晶软磁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高频性能优良的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述合金的表达式为Fe_aSi_bP_cCu_xM_y，所述表达式中a、b、c、x和y分别表示各对应组分的原子百分比含量，且满足以下条件：70≤a≤85，5≤b≤15，5≤c≤18，0.0001≤x≤3，0≤y≤5，a+b+c+x+y＝100％，所述M为Zr、Ti、Ta、Hf、Nb、V、W、Mo、Mn、Cr、Re、Zn、In、As、Sb、Bi、Ca、铂族元素、稀土元素、N、Sn、Ge、Ga、Al中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Fe的原子百分比含量a的取值范围为75≤a≤83，更优选为77≤a≤82。

3.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Si的原子百分比含量b的取值范围为5≤b≤10，更优选为6≤b≤8。

4.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分P的原子百分比含量c的取值范围为10≤c≤15，更优选为12≤c≤14。

5.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分Cu的原子百分比含量x的取值范围为0.1≤x≤3，更优选为0.5≤x≤2。

6.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述组分M的原子百分比含量y的取值范围为0.1≤y≤3，更优选为0.5≤y≤2。

7.根据权利要求1所述的铁基纳米晶软磁合金，其特征在于，所述Fe被Co和/或Ni部分替代，其中所述部分替代Fe的元素Co和/或Ni在所述铁基纳米晶软磁合金中的原子百分比含量为45％以下。

8.一种权利要求1-7任一所述的铁基纳米晶软磁合金的制备方法，包括

如下步骤：

步骤一，按权利要求1-7任一所述的合金表达式中各组分的原子百分比含量进行配料；

步骤二，在抽真空后充入保护气体的气氛下采用感应熔炼炉或电弧熔炼炉将所述步骤一配好的原料熔炼均匀，随炉冷却或注入模具冷却成成分均匀的母合金锭；

步骤三，利用单辊熔体快淬法，在真空条件下和氩气保护下将所述母合金锭制备成铁基纳米晶软磁合金。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述抽真空的真空度为低于5×10^-3Pa，所述保护气体的气氛为氮气或氩气气氛，所述熔炼时间为30-40min，并在熔化后保温5-30min以使合金原料熔炼均匀。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述真空条件下的真空度为≤5×10^-3Pa。

11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，采用所述单辊熔体快淬法制备铁基纳米晶软磁合金时，铜辊表面线速度为30-40m/s，合金熔炼喷带前温度控制在1200-1400℃，制备出的铁基纳米晶软磁合金带材的厚度为18-35μm，宽度为1.5-10mm。

12.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括热处理步骤，所述热处理步骤具体为：在抽真空后的惰性气体氛围中，将所述步骤三制备的铁基纳米晶软磁合金带材以0.5-4℃/s的升温速率升温至350-500℃，然后保温1-30min，最后淬火冷却至室温，得到铁基纳米晶软磁合金带材。优选地，所述热处理步骤中，所述抽真空时的真空度为低于3×10^-3Pa。

13.采用权利要求8-12任一所述的制备方法制成的铁基纳米晶软磁合金在制造电子设备中的铁芯方面的应用。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述电子设备是特种电机、电抗器、脉冲变压器、差模电感、互感器或磁放大器。