[发明专利]一种软磁Fe基非晶合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种软磁Fe基非晶合金及其制备方法，该合金由元素Fe、Co、B、Ta组成，通过熔融、急冷、退火或低温处理得到。该方法通过退火或低温处理对合金进行处理，能够显著提升合金的饱和磁化强度，并同时提高热稳定性和优化海水耐蚀性。该方法简单易行，选择参数范围广，最终产品兼具有优异的软磁性能与良好的热稳定性和耐点蚀性能，具有优异的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种软磁Fe基非晶合金及其制备方法，属于非晶合金技术领域。

背景技术

非晶合金不同于晶体材料，无序结构使之组成连续可变、有着独特的物理化学性质。由于其不存在位错、晶界，相对于晶体而言磁畴的钉扎效果降低，因而具有较高的饱和磁化强度和低的矫顽力。优异的软磁性能使之广泛应用在配电变压器、变频器、磁传感器等基础器件领域上。

软磁Fe基非晶合金相比于传统的软磁材料及其他软磁非晶合金体系具有明显的优势，但仍存在许多挑战，比如淬态合金矫顽力较大、磁导率较低、热稳定性低，并且当Fe基非晶软磁合金用于海洋领域时，因为海水的腐蚀性会大大降低软磁材料的使用寿命和性能，有时即使是磁性、耐蚀性能达到要求，但是也会引起材料的脆化，导致后期的材料失效，因而又限制其应用。因此通过一定的工艺处理方法，除了继续优化软磁性能，软磁非晶合金材料热稳定性和耐蚀性等综合性能的提高也是需要亟待解决的问题，使能进一步扩大其在电机和海洋勘探等领域的实际应用。

发明内容

针对上述研究现状，本发明提供了一种软磁Fe基非晶合金，该非晶合金铁含量较低，元素种类少，初始晶化温度高，兼具优异的软磁性能、良好的热稳定性以及良好的海水耐蚀性能。

本发明还提供了该软磁Fe基非晶合金的制备方法，该方法简单易行，通过对淬态合金进行退火热处理或低温处理能很好的改善合金的软磁性能和综合耐蚀性能。

本发明具体技术方案如下：

一种软磁Fe基非晶合金，其由元素Fe、Co、B、Ta组成，各元素原子百分比含量为：Fe50-60%，Co 15-30%，B 15-25%，Ta 2-6%。该软磁Fe基非晶合金具有高的饱和磁感应强度和良好耐蚀性能。

进一步的，上述软磁Fe基非晶合金中，各元素原子百分比含量优选为：Fe 52.5%，Co 22.5%，B 21%，Ta 4%。选择该优选含量时，非晶合金的各种性能均有很好的提升，具有更好的热稳定性以及更为优异的软磁性能和综合耐腐蚀性能。

进一步的，本发明软磁Fe基非晶合金具有高的热稳定性、优异的软磁性能和海水耐腐蚀性能。其初始晶化温度为500-565℃，饱和磁化强度为70-145emu/g，且具有较宽的钝化区。

本发明还提供了上述软磁Fe基非晶合金的制备方法，其包括将各合金元素熔融、急冷得到合金带材的步骤。

按照上述熔融、急冷方式得到的软磁Fe基非晶合金称之为淬态合金，其为带状。

优选的，上述制备方法还包括将合金带材（即淬态合金）在0℃以下进行低温处理或进行退火处理的步骤。

进一步的，所述低温处理是将合金带材降温至一定温度保温一定时间。低温处理的温度为-20～-80℃，优选为-20～-70℃。

进一步的，低温处理的时间为4-12h，优选为6-12 h。

进一步的，退火在气体保护下进行。退火处理即将合金带材升温至不同退火温度后保温一定时间。所述退火温度为400-560℃，优选为500~550℃，更优选为527℃。

进一步的，退火时间为5-80 min，优选为5-30 min，更优选为10min。

进一步的，合金带材的宽度为2-4 mm，厚度为25-30 μm。