本發明專利技術公開了一種FeNi基非晶軟磁合金，其組成表示為FeaNibBcSidPeNbf，其中a、b、c、d、e、f為原子百分含量，其特征在于，10≤a≤75，5≤b≤70，4≤c≤24，0.1≤d≤15，1≤e≤14，0.01≤f≤6，且滿足72≤a+b≤84和a+b+c+d+e+f=100%。FeNi元素含量高，臨界尺寸大，具有高非晶形成能力，同時具有優異的軟磁性能和力學性能，斷裂強度大于3.3Gpa，壓縮塑性大于7%。此外，本發明專利技術還提供了一種可靠的用于制備FeNi基非晶軟磁合金帶材或棒材的方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種非晶合金及其制備方法，具體涉及ー種具有高非晶形成能力、優異的軟磁性能和力學性能的FeNi基非晶軟磁合金及其制備方法。
技術介紹
自1967年問世以來，非晶軟磁性合金立即引起引起了人們的極大重視，是近幾十年來材料研究的熱點之一。非晶軟磁合金因其原子不規則排列、非周期性、沒有晶粒晶界的存在，磁疇的釘扎點或釘扎線少，磁晶各向異性很小，顯示良好的軟磁特性矯頑カ小、磁導率高、磁感應強度高、電阻率高、損耗小、頻率特性好。廣泛應用在電カ電子領域，可極大地促進各種電器設備向節能化、高效化、小型化方向發展。 非晶軟磁材料中，矯頑カ(H。)和磁導率(μ J與磁致伸縮系數(Xs)，各向異性常數(Ku)以及內應カ的關系密切，可表示為j K.入σHc X — X ',μ. Μ與Fe基非晶合金相比，添加Ni制成的鐵鎳基非晶合金的磁致伸縮系數和磁晶各向異性常數更小，軟磁性能更加優異。鐵鎳基非晶軟磁合金是投入使用最早，也是目前應用量最大的非晶軟磁材料之一，它具有矯頑カ小，磁導率較高，頻率特性好，穩定性好等特點，常用來替代坡莫合金，主要用在高精度，高靈敏度器件上，如磁頭、高頻開關電源變壓器、精密互感器、漏電開關互感器、磁屏蔽、防竊系統等。與坡莫合金相比，鐵鎳非晶軟磁合金的生產エ藝簡單、成本低，電阻率是坡莫合金兩倍多，在中高頻電子器件領域應用渦流小，鐵損低的優勢明顯。另外，鐵鎳基非晶軟磁合金的硬度和強度也比坡莫合金高的多，在磁頭等易磨損條件下使用優勢明顯。目前廣泛使用的鐵鎳基非晶軟磁合金的牌號有Metglas2826MB (Fe40Ni38Mo4B18)，Vitrovac 4040F (Fe40Ni40 (MoSiB) 20) , Metglas 2826Β (Fe29Ni49P14B6Si2), Metglas2826 (Fe40Ni40P14B6)等幾種。但是由于非晶形成能力較低，這些FeNi基非晶軟磁合金只能做成帶材或絲材，得不到棒體材料，應用領域也受到了限制，并且帶材制備過程對設備和操作要求高，成品率低。另外，這幾種常用的FeNi基非晶軟磁合金的過冷液相區寬度和面積都很小，過冷液相區的穩定性差，熱處理過程中易晶化或形成團簇，導致軟磁性能的惡化，熱處理條件要求苛刻，最佳熱處理溫度和時間范圍都很窄，不利于穩定生產，對設備要求高。熱處理過程中非晶合金的內應カ不能充分釋放，熱處理后的樣品磁疇釘扎點多，軟磁性能差，成材率低。開發高非晶形成能力和熱穩定性的FeNi基非晶軟磁合金一直是ー個重要的研究課題，國內外研究組都做了大量的工作，成果如下中國專利申請CN1066745A公布了ー種FeNiCrSiBP非晶合金，該合金可在空氣中進行熱處理，但是該合金的形成能力低，無法達到制備帶狀、棒體或塊體樣品的形成能力，同時反鐵磁元素Cr的加入導致飽和磁感應強度明顯降低。美國專利US20090130483A1公布了ー種FeNiCrSiBMoP非晶合金，該合金具有低熔化溫度的特點，但是因為Cr的大量添加該合金沒有磁性，同時其非晶形成能力也不高。US005340413A 公布了ー種 FeNiMBSi 非晶合金，其中 M 原子包括 Mo，Cr, Hf, Nb, Ta, Ti, V,W，Zr,該合金熱處理后可形成納米晶合金，但是這些合金的非晶形成能力都較低，不能制備帯狀、棒狀或塊狀樣品，無法克服非晶形成能力不足的限制。2006年日本東北大學首次報道了臨界直徑為4mm的高非晶形成能力(FeNi) 72B19.2Si4.8Nb4系非晶合金。2010年，Park等人用銅模鑄造法制備出了臨界尺寸為Imm的(FeNi)71Nb6B23塊體非晶合金，該合金具有4. 2%的塑性變形能力。與目前使用的鐵鎳非晶軟磁合金相比，盡管以上兩種合金都提高了非晶形成能力，但是由于添加了大量的非晶形成元素，鐵磁性元素FeNi含量低，導致飽和磁感應強度明顯降低。飽和磁感應強度降低，不利于器件的小型化和高效化，同時生產應用成本高，使其作為軟磁材料的應用明顯受到影響。現有的非晶軟磁合金，改善軟磁性能和力學性能常常相互制約，很難同時提高合金的各個性能。然而，在很多領域應用，都要求FeNi基非晶軟磁合金必須同時具有高非 晶形成能力，優異的磁性能和力學性能，尤其是需要較大塑性變形能力。因此，開發兼具高FeNi元素含量、高非晶形成能力、優異軟磁性能和力學性能的FeNi基帯狀或棒狀非晶軟磁合金的意義就很重大。
技術實現思路
為解決現有技術的不足，本專利技術的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種成本低廉，FeNi元素含量高，具有高非晶形成能力、優異的軟磁性能和力學性能的FeNi基軟磁合金材料及其帯狀和棒狀材料的制備方法。為了實現上述目標，本專利技術采用如下的技術方案ー種FeNi基非晶軟磁合金，其組成表示為FeaNibBeSidPeNbf，其中a、b、C、d、e、f為原子百分含量，其特征在于，10彡a彡75，5彡b彡70，4彡c<24，0. I彡d彡15，I彡e彡14，O.01 彡 f 彡 6，且滿足 72 く a+b く 84 和 a+b+c+d+e+f = 100%。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金,其特征在于,74 ^ a+b ^ 82,進ー步的優選為75 く a+b く 79。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金，其特征在干，8 ^ c ^ 20，進ー步的優選為12 ^ c ^ 18。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金，其特征在干，O. I ^ 12，進ー步的優選為I彡d彡8。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金，其特征在于，I ^ e ^ 10,進ー步的優選為I彡e彡8。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金,其特征在于，O. I ^ f ^ 4,進ー步的優選為I < f < 3。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金,其特征在于，上述Fe和Ni的5at%以下被C、S、Al、Co、Cr、Mo、Cu、Ti、V、W、Mn、Sn、Zr、Hf、Y、Ag、Ga 中的ー種或多種元素替代。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金，其特征在于，該合金的過冷液相區在42°C以上，優選在50°C以上。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金,其特征在于,該合金能夠制備臨界尺寸為3mm的棒材、帶材和板材，具有高非晶形成能 力。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金,其特征在于,該合金能夠制備臨界尺寸為3mm的棒材、帶材和板材，具有高非晶形成能力。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金，其特征在于，該合金經熱處理處理后，矯頑カ在3A/m以下，有效磁導率在I. 5萬以上；進ー步的優選，矯頑力在I. 5A/m以下，有效磁導率在2萬以上，具有優異的磁性能。前述的ー種FeNi基非晶軟磁合金,其特征在于，該合金斷裂強度大于3. 3Gpa,壓縮塑性大于7%，具有優異的力學性能。同時，本專利技術還提供了制備FeNi基非晶軟磁合金帶材的方法，其特征在于，包括如下步驟(I)、按權利要求1-12的合金組成表達式配料；(2)、在氮氣或者氬氣氣氛下用感應熔煉爐或電弧熔煉爐將合金原料熔煉成均勻的熔液，隨爐冷卻或注入模具冷卻為母合金錠；(3)、將母合金錠熔化為合金液，用單輥快淬法將合金液快速冷卻，制備FeNi基非晶軟磁合金帶材；(4)、將FeNi基非晶軟磁合金帶材在熱處理本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種FeNi基非晶軟磁合金，其組成表示為FeaNibBcSidPeNbf，其中a、b、c、d、e、f為原子百分含量，其特征在于，10≤a≤75，？5≤b≤70，4≤c≤24，0.1≤d≤15，1≤e≤14，0.01≤f≤6，且滿足72≤a+b≤84和a+b+c+d+e+f=100%。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：沈寶龍，
申請(專利權)人：蘇州寶越新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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