本發(fā)明涉及一種稀土摻雜非晶材料，尤其是涉及一種用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聲磁技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于電子物件監(jiān)視防盜裝置達(dá)二十多年，記載原創(chuàng)發(fā)明的美國(guó)專利US4510489公開(kāi)了某些非晶合金材料薄帶因具有很高磁性-彈性偶合系數(shù)，故而可以發(fā)出強(qiáng)共振信號(hào)，并利用該原理將這些材料成功地應(yīng)用于商業(yè)防盜系統(tǒng)(聲磁系統(tǒng))，如大型超市的防盜系統(tǒng)。

聲磁系統(tǒng)主要包括探測(cè)器、解碼器及檢驗(yàn)器、防盜聲磁靶等，現(xiàn)在商業(yè)上廣泛使用的探測(cè)器是由美國(guó)Sensormatic電子公司(Sensormatic Electronics Corporation)制造的Ultramax探測(cè)器。該探測(cè)器能發(fā)射58kHz脈沖波，用于激發(fā)在探測(cè)區(qū)域里的未解碼(激活態(tài))的防盜聲磁靶使其在58kHz共振而產(chǎn)生很強(qiáng)的信號(hào)而被探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈所接受，經(jīng)信號(hào)放大分析后觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警。解碼就是將防盜聲磁靶中的偏置片退磁從而將共振頻率移出探測(cè)頻段窗口，同時(shí)還顯著降低了共振信號(hào)強(qiáng)度，而不觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警。

防盜聲磁靶可分為兩種：防盜聲磁硬靶及防盜聲磁標(biāo)簽(以下簡(jiǎn)稱聲磁標(biāo)簽)。防盜聲磁硬靶使用非晶帶作為共振片，采用永磁材料(例如永磁粘接鐵氧體)作為偏置片，此類防盜靶(例如Sensormatic公司生產(chǎn)的Supertag I，II，III)不能解碼，只能在商店里邊重復(fù)使用，付了款的商品上的防盜硬靶通過(guò)用開(kāi)鎖器打開(kāi)機(jī)械針鎖裝置取下防盜靶的方法讓商品離開(kāi)商店而不觸發(fā)門(mén)口報(bào)警器。聲磁標(biāo)簽也采用非晶帶作為共振片，但采用“半硬磁”材料作為偏置元件，(例如Sensormatic公司生產(chǎn)的DR聲磁防盜軟標(biāo)簽)。這類聲磁標(biāo)簽可以反復(fù)解碼及激活。付了款的商品上的聲磁標(biāo)簽通過(guò)在解碼器上退磁解碼的方法讓商品離開(kāi)商店而不觸發(fā)門(mén)口報(bào)警器。

聲磁傳感技術(shù)利用機(jī)械共振的原理，當(dāng)外界交變磁場(chǎng)的頻率與聲磁傳感器(如：聲磁標(biāo)簽)諧振頻率一致時(shí)，聲磁傳感器發(fā)生共振，產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)，通過(guò)探測(cè)振動(dòng)信號(hào)即可知外界交變磁場(chǎng)的信息。利用聲磁傳感器技術(shù)可以開(kāi)發(fā)聲磁系統(tǒng)。發(fā)射機(jī)發(fā)出約58kHz的交變磁場(chǎng)信號(hào)，聲磁標(biāo)簽共振輸出58kHz的信號(hào)，接收機(jī)接收到信號(hào)，引起報(bào)警。聲磁系統(tǒng)防盜檢測(cè)率高、幾乎零誤報(bào)、抗干擾性好、保護(hù)的出口寬，在電子商品防盜、物品識(shí)別、過(guò)濾等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

共振片極大的影響著聲磁標(biāo)簽的性能、成本。目前，一些聲磁標(biāo)簽共振片的化學(xué)成分為Fe₄₀Ni₃₈Mo₄B₁₈，或者為FeNiCoSiB基。共振片寬度一般為6mm，為達(dá)到報(bào)警訊號(hào)足夠強(qiáng)的效果要用到2到3片。很顯然，如果一片共振片能夠替代兩片或者三片共振片，同時(shí)保持性能不變，其成本將大大降低。通過(guò)優(yōu)化非晶共振片的成分、熱處理工藝完全有可能提高共振片的性能，減小共振片使用的個(gè)數(shù)。而加入稀土元素，因其不飽和3d電子層與Fe，Ni，Co的交互作用可能有新性能，這是過(guò)去共振片專利未涉及的成分區(qū)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的聲磁標(biāo)簽內(nèi)共振片數(shù)量多，制作成本高的問(wèn)題，提供了一種成分組成科學(xué)合理的用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料，通過(guò)對(duì)材料成分的優(yōu)化可大大提高共振片的性能，減小共振片的使用個(gè)數(shù)，有利于降低聲磁標(biāo)簽成本。

本發(fā)明還提供了一種用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料制備方法，工藝步驟簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)成本低。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料，以原子數(shù)百分含量為100％計(jì)，所述稀土摻雜非晶材料名義成分為Fe_YNi_ZRE_XMo_MB_N，其中RE為稀土元素，0＜X≤0.8。本發(fā)明對(duì)材料成分進(jìn)行了優(yōu)化，創(chuàng)造性地將稀土元素?fù)诫s到帶材中，代替了少量的Fe，利用稀土元素不飽和3d電子層與Fe、Ni、Co的交互作用從而產(chǎn)生較高磁彈性交換效率，可大大提高共振片的性能，減小共振片的使用個(gè)數(shù)，有利于降低聲磁標(biāo)簽成本，本發(fā)明中材料的條帶斷裂長(zhǎng)度和稀土摻雜量密切相關(guān)，因此控制稀土摻雜量為關(guān)鍵點(diǎn)，發(fā)明人通過(guò)實(shí)際測(cè)試和優(yōu)化后，限定材料名義成分Fe_YNi_ZRE_xMo_MB_N中X的范圍0＜x≤0.8，條帶基本不斷裂，保證了稀土摻雜非晶材料的條帶形成能力。

作為優(yōu)選，所述稀土摻雜非晶材料Fe_YNi_ZRE_xMo_MB_N中，RE為L(zhǎng)a、Pr或Ce，38≤Y≤42，35≤Z≤41，3≤M≤5，16≤N≤20。

一種用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料，所述稀土摻雜非晶材料的直流矯頑力為2.3～9.8A/m。

一種用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料制備方法，具體步驟為：

(1)按名義成分Fe_YNi_ZRE_XMo_MB_N進(jìn)行金屬配料后，將原料放入氬弧熔煉爐中，抽真空后通入氬氣，在氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，得FeNiREMoB合金錠；

(2)將FeNiREMoB合金錠表面用砂輪打磨干凈后，置于真空感應(yīng)速凝爐的石英管中，抽真空后通入氬氣，設(shè)置線圈感應(yīng)加熱電流進(jìn)行加熱，待合金完全熔化后，采用速凝薄帶工藝，控制石英管內(nèi)外壓差，使熔化合金噴向冷卻銅輥后速鑄成速凝非晶薄帶，即為用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料。

本發(fā)明通過(guò)速凝薄帶技術(shù)生產(chǎn)得到用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料，具有工藝步驟簡(jiǎn)單，易實(shí)施，成本低，效率高，產(chǎn)量大，易推廣等特點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)低成本、高性能的共振片大批量生產(chǎn)。

作為優(yōu)選，步驟(1)中，稀土摻雜非晶材料Fe_YNi_ZRE_xMo_MB_N中，38≤Y≤42，35≤Z≤41，3≤M≤5，16≤N≤20。

作為優(yōu)選，步驟(1)中，抽真空至壓力為0.5×10^-4～1×10^-4Pa，通入氬氣至氣壓為0.05～0.06Mpa。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，抽真空至壓力為5.5×10^-2～6×10^-2Pa，通入氬氣至氣壓為0.05～0.06MPa。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，設(shè)置線圈感應(yīng)加熱電流為10.5～11A。

作為優(yōu)選，步驟(2)中，控制石英管內(nèi)外壓差為0.03～0.04MPa，冷卻銅輥的輥速為35～40m/s。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)對(duì)材料成分進(jìn)行了優(yōu)化，創(chuàng)造性地將稀土元素(La、Pr、Ce)摻雜到帶材中，代替了少量的Fe，利用稀土元素不飽和3d電子層與Fe，Ni，Co的交互作用從而產(chǎn)生較高磁彈性交換效率，可大大提高共振片的性能，減小共振片的使用個(gè)數(shù)，有利于降低聲磁標(biāo)簽成本；

(2)通過(guò)速凝薄帶技術(shù)生產(chǎn)得到用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料，具有工藝步驟簡(jiǎn)單，易實(shí)施，成本低，效率高，產(chǎn)量大，易推廣等特點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)低成本、高性能的共振片大批量生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1得到的稀土摻雜非晶材料的成分測(cè)試結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

(1)按名義成分Fe₄₂Ni₃₅La_0.8Mo₅B_17.2進(jìn)行金屬配料后，將原料放入氬弧熔煉爐中，抽真空至壓力為1×10^-4Pa后通入氬氣至氣壓為0.05Mpa，在氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，得FeNiLaMoB合金錠；

(2)將FeNiLaMoB合金錠表面用砂輪打磨干凈后，置于真空感應(yīng)速凝爐的石英管中，抽真空至壓力為6×10^-2Pa后通入氬氣至氣壓為0.06MPa，設(shè)置線圈感應(yīng)加熱電流為10.5A進(jìn)行加熱，待合金完全熔化后，采用速凝薄帶工藝，控制石英管內(nèi)外壓差為0.03MPa，使熔化合金噴向輥速為35m/s的冷卻銅輥后速鑄成速凝非晶薄帶，即為用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料。

本實(shí)施例得到的稀土摻雜非晶材料的成分測(cè)試結(jié)果如圖1所示。從圖1中可以看出稀土成分已均勻摻雜到非晶帶材中。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中，按名義成分Fe₄₀Ni_36.7La_0.3Mo₃B₂₀進(jìn)行金屬配料，其余工藝均與實(shí)施例1完全相同，故不在此贅述。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中按名義成分Fe₃₈Ni₄₁La_0.5Mo_4.5B₁₆進(jìn)行金屬配料，其余工藝均與實(shí)施例1完全相同，故不在此贅述。

實(shí)施例4

(1)按名義成分Fe₄₂Ni₃₅Pr_0.8Mo₅B_17.7進(jìn)行金屬配料后，將原料放入氬弧熔煉爐中，抽真空至壓力為0.5×10^-4Pa后通入氬氣至氣壓為0.06Mpa，在氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，得FeNiPrMoB合金錠；

(2)將FeNiPrMoB合金錠表面用砂輪打磨干凈后，置于真空感應(yīng)速凝爐的石英管中，抽真空至壓力為5.5×10^-2Pa后通入氬氣至氣壓為0.05MPa，設(shè)置線圈感應(yīng)加熱電流為11A進(jìn)行加熱，待合金完全熔化后，采用速凝薄帶工藝，控制石英管內(nèi)外壓差為0.04MPa，使熔化合金噴向輥速為40m/s的冷卻銅輥后速鑄成速凝非晶薄帶，即為用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料。

實(shí)施例5

本實(shí)施例中按名義成分Fe₄₀Ni_36.7Pr_0.3Mo₃B₂₀進(jìn)行金屬配料，其余工藝均與實(shí)施例4完全相同，故不在此贅述。

實(shí)施例6

本實(shí)施例中按名義成分Fe₃₈Ni₄₁Pr_0.5Mo_4.5B₁₆進(jìn)行金屬配料，其余工藝均與實(shí)施例4完全相同，故不在此贅述。

實(shí)施例7

(1)按名義成分Fe₄₂Ni₃₅Ce_0.8Mo₅B_17.2進(jìn)行金屬配料后，將原料放入氬弧熔煉爐中，抽真空后至壓力為0.55×10^-4Pa后通入氬氣至氣壓為0.055Mpa，在氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，得FeNiREMoB合金錠；

(2)將FeNiCeMoB合金錠表面用砂輪打磨干凈后，置于真空感應(yīng)速凝爐的石英管中，抽真空至壓力為5.8×10^-2Pa后通入氬氣至氣壓為0.055MPa，設(shè)置線圈感應(yīng)加熱電流為10.7A進(jìn)行加熱，待合金完全熔化后，采用速凝薄帶工藝，控制石英管內(nèi)外壓差為0.035MPa，使熔化合金噴向輥速為38m/s的冷卻銅輥后速鑄成速凝非晶薄帶，即為用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料。

實(shí)施例8

本實(shí)施例中按名義成分Fe₄₀Ni_36.7Ce_0.3Mo₃B₂₀進(jìn)行金屬配料，其余工藝均與實(shí)施例7完全相同，故不在此贅述。

實(shí)施例9

本實(shí)施例中按名義成分Fe₃₈Ni₄₁Ce_0.5Mo_4.5B₁₆進(jìn)行金屬配料，其余工藝均與實(shí)施例7完全相同，故不在此贅述。

以名義成分為Fe₄₀Ni₃₈Mo₄B₁₈的市售共振片作為對(duì)比例，分別測(cè)試各實(shí)施例得到的用于聲磁標(biāo)簽共振片的稀土摻雜非晶材料及對(duì)比例的直流矯頑力，得到的結(jié)果如下表所示：

從表中可以看出，摻雜稀土RE后帶材比不摻雜稀土具有更小的矯頑力。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型，例如改變摻入的稀土類型。