[发明专利]一种铈基非晶软磁合金材料的制备方法

说明书

本发明提供一种铈基非晶软磁合金材料的制备方法，按照分子式(Ce_aA_b)_80‑xAl_y(D_cE_d)_20+x‑y的元素比例进行配料，在惰性气氛环境下对各元素金属粉末进行研磨，研磨过程中添加甲醛和甾酸，研磨后得到非晶合金混合粉末；在氩气气氛的火花放电等离子烧结系统中，逐步升温烧结；再熔炼，将母合金的熔体吸入水冷铜模中，得到铈基大块非晶合金。本发明提供的方法采用A元素对Ce进行替代，增强了最终形成的高熵铈基非晶软磁合金材料的迟滞扩散效应，减少了合金在步骤3)的冷却过程中形成非晶合纳米晶物像，提高了合金的抗蠕变性能，延缓了合金的相变速率，进而使合金材料具有较高的饱和磁化强度、较高的磁导率较低的矫顽力。

技术领域

本发明属于磁合金技术领域，具体涉及一种铈基非晶软磁合金材料的制备方法。

背景技术

随着经济与科技的发展，磁性材料已经成为人类发展的基础材料。根据矫顽力的高低，传统磁性材料可划分为硬磁材料、软磁材料以及半硬磁材料。通常将矫顽力在50kA/m以上的磁性材料成为永磁或者硬磁材料，将矫顽力在1Ka/M以内的磁性材料称之为软磁材料，而矫顽力在这两者之间的磁性材料则被称为半硬磁材料。软磁材料最为显著的特点就是其具有高的饱和磁感应强度(B_s)、高的磁导率(μ)和低的矫顽力(H_c)、低损耗(P)和高稳定性。软磁材料作为一种重要的功能材料，在信息通讯、能源电力和医疗器械等领域有着广泛的应用。

但是现有技术中的非晶软磁合金的磁感应强度以及磁导率等磁学性能过差，不满足信息通讯、能源电力和医疗器械对信号防干扰等方面的性能要求。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种具有较高饱和磁化强度、较高磁导率和较低矫顽力的铈基非晶软磁合金材料的制备方法。

本发明提供如下技术方案：一种铈基非晶软磁合金材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照分子式(Ce_aA_b)_80-xAl_y(D_cE_d)_20+x-y的元素比例进行配料，在惰性气氛环境下，采用直径为10mm的淬硬钢球机械研磨130h～140h为微米级Ce金属粉末、微米级A金属粉末、微米级Al金属粉末、微米级D金属粉末和微米级E金属粉末，研磨过程中采用150ml～200ml的甲醛作为过程控制剂来限制结块和污染，并添加所有金属粉末总质量的0.05wt％～0.10wt％的甾酸，以减少粉末之间的冷焊，研磨后得到非晶合金混合粉末；

2)在火花放电等离子烧结系统中，按照分子式中的(Ce_aA_b)_80-xAl_y(D_cE_d)_20+x-y原子配比将步骤1)处理得到的非晶合金混合粉末在氩气气氛下，逐步升温至300℃～400℃烧结，得到母合金铸锭；

3)将步骤2)得到母合金铸锭重新于400℃～500℃下熔炼，将母合金的熔体吸入水冷铜模中，得到分子式为(Ce_aA_b)_80-xAl_y(D_cE_d)_20+x-y的铈基大块非晶合金。

进一步地，所述步骤2)中的烧结时间为15min～30min。

进一步地，所述微米级Ce元素粉末的粒径为10μm～30μm，所述微米级A金属粉末的粒径为50μm～100μm，所述微米级Al元素金属粉末的粒径为20μm～60μm，所述微米级D金属粉末的粒径为30μm～50μm，所述微米级E粉末的粒径为30μm～50μm。