【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及納米晶合金，尤其涉及一種軟磁合金及其制備方法、非晶粉末和磁粉芯。
技術介紹
1、目前，電子元器件逐步向高頻、高靈敏度、大容量及小型化方向發展。磁鐵芯作為電子元器件的重要組成部分，對其軟磁性能要求也越來越高，傳統的軟磁材料(硅鋼、鐵氧體和fesicr等)已經不能滿足這些要求，鐵基非晶納米晶條帶作為一種新型的軟磁材料，由于制備工藝簡單、成本低廉和優異的軟磁性能，被廣泛的應用在變壓器、電感器、傳感器等領域。自1967年非晶軟磁合金問世以來，立即引起了人們極大的重視，非晶合金在熱力學上處于亞穩態，在適當的條件下要向能量較低的亞穩態或者穩定態轉變，發生結構弛豫，甚至晶化。鐵基非晶本身并沒有優異的綜合軟磁性能，需要通過熱處理調控晶化過程，得到合適的非晶和納米晶比例，進而得到優異的軟磁性能。
2、鐵基納米晶合金主要分為四個體系：finemet、nanoperm、hitperm和nanomet。1988年，yoshizawa等人開發了一種新型的fesibcunb納米合金，并命名為finemet(fe73.5si3.5b9cu1nb3)，該合金在fesib合金體系中添加了cu和nb，經熱處理后，獲得10～20nm的α-fe晶粒和非晶基體的雙相組織，獲得了優異的軟磁性能，finemet系合金的出現，將非晶軟磁合金推向了商業化(參見“new?fe-based?soft?magnetic?alloys?composed?ofultrafine?grain?structure”.yoshizawa?y?a等人.journal?o
3、從1988年到現在，鐵基非晶軟磁材料體系從finemet合金體系發展到nanomet合金體系，軟磁性能不斷提高，由于需要得到更高的飽和磁感應強度，所以fe元素含量要很高，然而在提高fe含量的同時，類金屬的含量降低，導致鐵基非晶合金的非晶形成能力降低，難以通過單輥快淬法制備，無法實現其工業化生產。提高fe基非晶合金的非晶形成能力需要添加較多的類金屬元素，但是類金屬元素的含量過高會降低鐵基非晶合金的飽和磁感應強度，所以在提高飽和磁感應強度和非晶形成能力之間呈現出一種矛盾的關系，極大增加了高飽和磁感應強度非晶合金條帶工業化生產的難度。
4、2021年，王安定等人利用104℃/s的升溫速率，加熱12s制備fe85.5b10si2p2c0.5非晶/納米晶合金，雖然快速退火的熱處理工藝可以得到較好的軟磁性能(參見“design?of?fe-based?nanocrystalline?alloys?with?superior?magnetization?andmanufacturability”.wang?a?d等.materials?today,2021,42:49-56.)，但是這種熱處理工藝并不能用于大規模的工業化生產，如此短的保溫時間，并不能保證工業化生產樣品的均勻性，而且短時間的精準控制也是一大挑戰。
5、綜上所述，目前開發的高飽和磁感應強度的軟磁非晶納米晶合金由于非晶形成能力差，并且只能用快速熱處理工藝，才能獲得優異的軟磁性能，對生產裝備和熱處理工藝要求極為苛刻；而且最佳軟磁性能的熱處理溫度范圍也比較小，熱穩定性較差，這極大的阻礙了非晶條帶的工業化應用。
6、因此，本專利技術提供一種具有優異的軟磁性能、強非晶形成能力且適合于工業化生產的鐵基非晶軟磁合金。
技術實現思路
1、鑒于現有技術中存在的問題，本專利技術提供一種軟磁合金及其制備方法、非晶粉末和磁粉芯，該軟磁合金能夠在寬熱處理工藝窗口具有較高的飽和磁感應強度和較低的矯頑力，減少價格昂貴金屬的添加，降低了原料成本，擁有較強的非晶形成能力，熱處理工藝窗口較寬，制備工藝簡單，適合于工業化生產和應用。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種具有寬熱處理工藝窗口的軟磁合金，所述軟磁合金為fexsiybzpgcuhci，式中x、y、z、g、h和i分別表示各對應組元的原子百分含量，其中8＜g≤11且x+y+z+g+h+i＝100。
4、本專利技術中軟磁合金非晶形成元素選擇si、b、p和c。其中，si、b、p元素與fe元素之間有很大的負值混合焓，是重要的非晶形成元素；c元素與主組元fe元素之間的混合焓為正值，但是其原子半徑小，且在晶化過程中傾向于與fe、b和p形成復雜化合物如fe23(b,c,p)6等，有利于獲得高的非晶形成能力。
5、8＜g≤11，例如可以是8.1、8.4、8.7、9、9.4、9.7、10、10.4、10.7或11等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。
6、本專利技術的軟磁合金中，p元素的原子百分比要滿足：8＜d≤11，p元素是構成非晶態合金的常用元素，p元素和體系中的其他元素都有較大的負混合焓，p元素的添加有利于提高過冷液相區的穩定性，不僅可以提高合本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種具有寬熱處理工藝窗口的軟磁合金，其特征在于，所述軟磁合金為FexSiyBzPgCuhCi，式中x、y、z、g、h和i分別表示各對應組元的原子百分含量，其中8＜g≤11且x+y+z+g+h+i＝100。
2.根據權利要求1所述的軟磁合金，其特征在于，y+z+g的數值范圍為13～15。
3.根據權利要求1所述的軟磁合金，其特征在于，所述x的范圍為82≤x≤85；
4.根據權利要求1所述的軟磁合金，其特征在于，所述軟磁合金為連續薄膜狀帶材；
5.根據權利要求1所述的軟磁合金，其特征在于，經熱處理后的所述軟磁合金的飽和磁化強度為Ms≥170emu/g；
6.根據權利要求5所述的軟磁合金，其特征在于，所述熱處理的升溫速率為1～50℃/min；
7.一種權利要求1～6任一項所述的具有寬熱處理工藝窗口的軟磁合金的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述熔煉包括真空電弧熔煉和/或真空感應熔煉；
9.一種非晶粉末，其特征在于，所述非晶粉
10.一種磁粉芯，其特征在于，所述磁粉芯采用權利要求1～6任一項所述的具有寬熱處理工藝窗口的軟磁合金制得。
...【技術特征摘要】
1.一種具有寬熱處理工藝窗口的軟磁合金，其特征在于，所述軟磁合金為fexsiybzpgcuhci，式中x、y、z、g、h和i分別表示各對應組元的原子百分含量，其中8＜g≤11且x+y+z+g+h+i＝100。
2.根據權利要求1所述的軟磁合金，其特征在于，y+z+g的數值范圍為13～15。
3.根據權利要求1所述的軟磁合金，其特征在于，所述x的范圍為82≤x≤85；
4.根據權利要求1所述的軟磁合金，其特征在于，所述軟磁合金為連續薄膜狀帶材；
5.根據權利要求1所述的軟磁合金，其特征在于，經熱處理后的所述軟磁合金的飽和磁化強度為ms≥17...
【專利技術屬性】
技術研發人員：柯海波，楊超，童星，張智，汪衛華，
申請(專利權)人：松山湖材料實驗室，
類型：發明
國別省市：
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