專利名稱：納米晶軟磁材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料及其制造工藝，尤其是指納米晶軟磁材料及其制備方法。
傳統(tǒng)的軟磁材料為硅鋼板、坡莫合金、仙臺(tái)合金等結(jié)晶材料。近年來發(fā)展起來的非晶合金、納米晶合金軟磁材料與傳統(tǒng)的軟磁材料相比具有較高的軟磁性能。目前有鐵M硼系(M為鋯、鈮等)、鐵M1M2硅硼系(M1為銅等，M2為鈮、鉬、鎢等)，其制備方法是采用快淬法制備非晶薄帶，然后在其晶化溫度附近退火，得到超微晶或納米晶軟磁材料。從納米晶軟磁材料的制備工藝來看，最關(guān)鍵的是如何大量方便地制取非晶，而快淬法制備非晶薄帶工藝復(fù)雜，成品的尺寸小，而且對(duì)化學(xué)成分要求范圍狹窄，限制了納米晶軟磁材料的發(fā)展和應(yīng)用。
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種容易在較寬的成分范圍內(nèi)形成非晶和納米晶且綜合磁性能好、便于使用的納米晶軟磁材料及其制備方法。
本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)納米晶軟磁材料的發(fā)明目的本發(fā)明即一種納米晶軟磁材料，包括鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮，且該材料的金相組織中在非晶基體上彌散分布有細(xì)小納米晶粒。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)納米晶軟磁材料制備方法的目的本發(fā)明即一種用于制備權(quán)利要求1所述納米晶軟磁材料的制備方法，將鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮粉體置于球磨機(jī)中，在球料比≥60∶1、220轉(zhuǎn)/分鐘≤球磨機(jī)轉(zhuǎn)速≤300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，球磨30小時(shí)至80小時(shí)，最后將球磨后含有鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮的粉體成形，然后在惰性氣氛保護(hù)下加熱到晶化溫度至高于晶化溫度30℃之間并保溫0.5小時(shí)至10之小時(shí)后冷卻。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明的合金配方中鐵、鎳是傳統(tǒng)的軟磁材料基本成分，磷、硼能促進(jìn)其在機(jī)械合金化過程中形成非晶，而加入銅和鈮可在非晶的晶化處理過程中促進(jìn)其在非晶的基體上彌散地析出細(xì)小納米晶，形成納米晶軟磁材料，這使本發(fā)明的綜合磁性能優(yōu)異，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.2～1.5特斯拉，最大導(dǎo)磁率為1×105～1.2×105，在飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度下矯頑力小于2安/米。此外，由于本發(fā)明可以將粉體按需要制成各種形狀，故便于使用。2)原子百分比為60％～64％鐵、12％～18％鎳、13％～16％磷、5％～7％硼、0％～2％銅和0％～3％鈮的粉體組合有利于在一定的球磨工藝條件下形成非晶，并有利于晶化處理過程中產(chǎn)生更細(xì)小、彌散分布的納米晶，從而進(jìn)一步提高了本發(fā)明的綜合軟磁性能。3)鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮在本發(fā)明所述機(jī)械合金化條件下形成非晶，此后將其成形后在惰性氣氛保護(hù)下加熱至晶化溫度和高于晶化溫度30℃之間的任一溫度并在這一溫度進(jìn)行保溫0.5至1小時(shí)后，在非晶基體上便會(huì)形成細(xì)小且彌散分布的納米晶，從而使本方法所制得的軟磁材料具有綜合性能好的優(yōu)點(diǎn)。
下面是本發(fā)明的具體實(shí)施方案實(shí)施例1本發(fā)明即一種納米晶軟磁材料，成分包括鐵、鎳、磷、硼，還有銅和鈮。在實(shí)施例中，軟磁材料由鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮組成，其含量(按原子百分比)為60％≤鐵≤64％、12％≤鎳≤18％、13％≤磷≤16％、5％≤硼≤7％、0＜銅≤2％、0＜鈮≤3％，具體來說，本發(fā)明可以按照下述五種具體成份及含量實(shí)施方案1 實(shí)施方案2實(shí)施方案3 實(shí)施方案4實(shí)施方案5鐵 6062 61 60.2 64鎳 1815 16 15.5 12磷 1313.5 14.516 14.9硼 5.9 6.6 5.4 5.1 7銅 0.1 0.8 1.2 1.1 2鈮 3 2.1 1.9 2.1 0.1實(shí)施例2本發(fā)明所述的一種用于制備權(quán)利要求1所述納米晶軟磁材料的制備方法，將鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮粉體置于球磨機(jī)中，在球料比≥60∶1、220轉(zhuǎn)/分鐘≤球磨機(jī)轉(zhuǎn)速≤300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，球磨30小時(shí)至80小時(shí)，最后將球磨后鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮粉體成形后在惰性氣氛保護(hù)下加熱到晶化溫度至高于晶化溫度30℃(最好將其加熱到高于晶化溫度5℃至高于晶化溫度20℃之間)并保溫0.5小時(shí)至10之小時(shí)，在本實(shí)施例中，將原子百分比60％≤鐵≤64％、12％≤鎳≤18％、13％≤磷≤16％、5％≤硼≤7％、0＜銅≤2％、0＜鈮≤3％的粉體置于球磨機(jī)中，按上述條件進(jìn)行球磨，球磨在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行。球料比可以是60∶1、65∶1、70∶1或80∶1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速可以選擇為220轉(zhuǎn)/分鐘、225轉(zhuǎn)/分鐘、250轉(zhuǎn)/分鐘、295轉(zhuǎn)/分鐘或300轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間為30小時(shí)、45小時(shí)、55小時(shí)、78小時(shí)或80小時(shí)，加熱溫度可選擇晶化溫度、高于晶化溫度5℃、高于晶化溫度8℃、高于晶化溫度15℃、高于晶化溫度25℃或高于晶化溫度30℃，晶化溫度隨著軟磁材料的成分及含量的不同而發(fā)生變化，保溫可以在上述加熱溫度段進(jìn)行，其時(shí)間可以選擇為0.5小時(shí)、0.8小時(shí)、5小時(shí)、8.9小時(shí)或10小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種納米晶軟磁材料，其特征在于包括鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮，且該材料金相組織系在非晶基體上彌散分布著納米晶粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米晶軟磁材料，其特征在于軟磁材料由鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮組成，其含量(按原子百分比)為60％≤鐵≤64％、12％≤鎳≤18％、13％≤磷≤16％、5％≤硼≤7％、0＜銅≤2％、0＜鈮≤3％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米晶軟磁材料，其特征在于該材料金相組織系在非晶基體上彌散分布著細(xì)小的納米晶粒。
4.一種用于制備權(quán)利要求1所述納米晶軟磁材料的制備方法，其特征在于將鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮置于球磨機(jī)中，在球料比≥60∶1、220轉(zhuǎn)/分鐘≤球磨機(jī)轉(zhuǎn)速≤300轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，球磨30小時(shí)至80小時(shí)，最后，將球磨后含有鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮的粉體成形后在惰性氣氛保護(hù)下加熱到晶化溫度至高于晶化溫度30℃之間并保溫0.5小時(shí)至10之小時(shí)后冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米晶軟磁材料的制備方法，其特征在于將60％≤鐵≤64％、12％≤鎳≤18％、13％≤磷≤16％、5％≤硼≤7％、0＜銅≤2％和0＜鈮≤3％置于球磨機(jī)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的納米晶軟磁材料的制備方法，其特征在于球磨在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種納米晶軟磁材料，鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮，且該材料金相組織系在非晶基體上彌散分布著細(xì)小的納米晶粒，其制備方法，將鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮粉體置于惰性氣氛保護(hù)下的球磨機(jī)中，在球料比≥60∶1、220轉(zhuǎn)份鐘≤球磨機(jī)轉(zhuǎn)速≤300轉(zhuǎn)份鐘的條件下，球磨30小時(shí)至80小時(shí)，再將球磨后鐵、鎳、磷、硼、銅和鈮粉體成形后在惰性氣氛保護(hù)下加熱到晶化溫度至高于晶化溫度30℃并保溫0.5至10小時(shí)后冷卻。本發(fā)明具有綜合磁性能好且便于使用的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01F1/12GK1392573SQ01113709
公開日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2001年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月20日
發(fā)明者吳炳堯, 李凡, 王桂琴 申請(qǐng)人:深圳市東大創(chuàng)新科技有限公司