一種提高非晶軟磁合金初始磁導(dǎo)率及其交流磁性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁性功能軟磁材料及物理表面處理工藝領(lǐng)域，特別是一種提高非晶軟 磁合金初始磁導(dǎo)率及其交流磁性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 軟磁合金是在弱磁場中具有高的磁導(dǎo)率及低的矯頑力的一類合金。這類合金廣泛 應(yīng)用于無線電電子工業(yè)、精密儀器儀表、遙控及自動(dòng)控制系統(tǒng)中，綜合起來主要用于能量轉(zhuǎn) 換和信息處理兩大方面，是國民經(jīng)濟(jì)中的一種重要材料。隨著高頻技術(shù)的發(fā)展，對(duì)軟磁材料 的高頻特性提出了更高的要求，一般對(duì)軟磁材料的要求是高的磁導(dǎo)率和低的損耗，在較高 功率應(yīng)用時(shí)，還要求具有高飽和磁化強(qiáng)度，在應(yīng)用于高頻率時(shí)，更要求在寬段范圍內(nèi)具有高 磁導(dǎo)率和低損耗，即好的高頻磁特性。
[0003] 與傳統(tǒng)的金屬軟磁材料相比，F(xiàn)e(Co)基非晶軟磁合金具有高磁感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo) 率、低矯頑力、低損耗等特點(diǎn)。此外，非晶軟磁合金具有良好的韌性，易于加工，因此受到工 業(yè)界的廣泛青睞，在許多應(yīng)用領(lǐng)域正逐步取代硅鋼片等傳統(tǒng)軟磁材料。鐵基非晶軟磁合金 具有優(yōu)良的綜合軟磁性能，如高飽和磁感值、高導(dǎo)磁率、低矯頑力、低損耗、低激磁電流和 良好的穩(wěn)定性等特點(diǎn)，可用于配電變壓器、中頻電源變壓器和開關(guān)電源變壓器的鐵芯、濾 波電抗器、飽和電抗器、馬達(dá)定子以及磁傳感器等，是應(yīng)用和研宄最廣的非晶合金之一。此 外，鐵基非晶材料還可做為磁傳感器應(yīng)用在航空航天、汽車、工業(yè)、消費(fèi)、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng) 等許多領(lǐng)域。在物聯(lián)網(wǎng)中，磁傳感器可以用于智能交通的交通管制、車流檢測(cè)等中；在智能 電網(wǎng)中，磁傳感器可應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電壓、電流、功率等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和交流變頻調(diào)速器、 逆變器、整流器、通信電源、信號(hào)監(jiān)測(cè)、故障定位檢測(cè)等許多方面。
[0004] 為適應(yīng)器件的輕量化、小型化發(fā)展的要求，對(duì)于新型高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高磁導(dǎo) 率、低損耗、良好高頻性能的軟磁材料的需求越來越大。由此可見，開發(fā)一種具有高初始磁 導(dǎo)率、高品質(zhì)因數(shù)、更寬的高頻性能的非晶軟磁合金材料對(duì)于促進(jìn)我國鐵基非晶軟磁材料 及其器件相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)分析，提供一種提高非晶軟磁合金初始磁導(dǎo)率及其 交流磁性的方法，經(jīng)該方法處理后的復(fù)合非晶軟磁合金在較高頻率下仍具有高的初始磁導(dǎo) 率的同時(shí)，擁有較高的品質(zhì)因數(shù)和弛豫頻率。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0007] -種提高非晶軟磁合金初始磁導(dǎo)率及其交流磁性的方法，所述非晶軟磁合金薄 帶成分為 Fe5I83C02M7Cuci6NK 5Si11Bi^ Fe 67C〇18SinB4,其厚度分別為 50 ym 和 25. 2 ym，采 用700號(hào)水砂紙對(duì)所述非晶軟磁合金薄帶的自由面進(jìn)行表面物理拋光，載荷為100g-150g/ cm2,線速度為l-2m/s，經(jīng)原子力顯微鏡分析使其表面平均粗糙度低于470 A,拋光后 Fe5I83C02M7Cua6NK 5Si11Bi^ Fe 67C〇18SinB4#晶軟磁合金非晶薄帶的厚度分別為47 μπκ 23 μ m〇
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：
[0009] 經(jīng)物理拋光以后的非晶軟磁合金薄帶在ΙΚΗζ-ΙΜΗζ頻率范圍內(nèi)其初始磁導(dǎo)率大 幅度明顯提尚，她豫頻率達(dá)到3MHz，IMHz條件下合金的品質(zhì)因數(shù)亦有明顯提尚；在寬的頻 率范圍內(nèi)初始磁導(dǎo)率依然具有非常好的穩(wěn)定性；該方法工藝簡單、成本低廉、便于進(jìn)行工業(yè) 生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 實(shí)施例1 :
[0011] 一種提高非晶軟磁合金初始磁導(dǎo)率及其交流磁性的方法，所述非晶軟磁合金薄帶 成分為Fe 53. MC02W7Cutl6Nbi5Si11B 9，其厚度為50 μ m，采用700號(hào)水砂紙對(duì)所述鐵基非晶軟磁 合金薄帶的自由面進(jìn)行表面物理拋光，載荷為lOOg/cm2,線速度為1.0 m/s，經(jīng)原子力顯微鏡 分析使其表面平均粗糙度為460 A，拋光后Fe5U3C023ICua6NK 5Si11B9非晶軟磁合金非晶 薄帶的厚度為47 μ m。
[0012] 所述非晶軟磁合金條帶的制備方法如下：
[0013] I) Fe53.83C〇23.07Cua 6Nb2.與以母合金錠的制備
[0014] 分別選取純度為99. 95%的Fe、Co、Cu、Nb、Si、B原料，按照元素質(zhì)量百分比進(jìn)行 配料，在真空感應(yīng)爐中熔煉成母合金錠，控制失重低于5% ;。
[0015] 軟磁合金薄帶的制備
[0016] 采用單輥熔體旋轉(zhuǎn)快淬法在大氣中制備厚度為50 ym的 Fe53.83Co23. Q7CuQ. 6Nb2.5SinB9# 晶軟磁合金非晶薄帶。
[0017] 實(shí)施例2:
[0018] 一種提高非晶軟磁合金初始磁導(dǎo)率及其交流磁性的方法，所述非晶軟磁合金薄帶 成分為Fe 67Co18Si11B4，其厚度為25. 2 μ m，采用700號(hào)水砂紙對(duì)所述非晶軟磁合金薄帶的自 由面進(jìn)行表面物理拋光，載荷為150g/cm2,線速度為2m/s。經(jīng)原子力顯微鏡分析使其表面 平均粗糙度為450 A,:拋光后Fe67Co18Si11B4非晶軟磁合金非晶薄帶的厚度為23 μ m。
[0019] 所述非晶軟磁合金條帶的制備方法如下：
[0020] 1汗667&)1851118 4母合金錠的制備
[0021] 分別選取純度為99. 95%的Fe、Co、Si、B原料，按照元素質(zhì)量百分比進(jìn)行配料，在 真空感應(yīng)爐中熔煉成母合金錠，控制失重低于5% ;。
[0022] 2) Fe67Co18Si11Bdhe3B軟磁合金薄帶的制備
[0023] 采用單輥熔體旋轉(zhuǎn)快淬法在大氣中制備厚度為25. 2 ym的Fe67Co18Si11B^晶軟磁 合金非晶薄帶。
[0024] 表 1 為 Fe67Co18Si1B1JP Fe 53.MC02itl7Cua6Nbi5Si 11Bi^晶軟磁合金以及其拋光后的 在頻率為1kHz，磁場為0. 05A/m條件下初始磁導(dǎo)率μ，弛豫頻率fQ，以及IMHz條件下的品 質(zhì)因數(shù)Q。
[0025] 表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高非晶軟磁合金初始磁導(dǎo)率及其交流磁性的方法，其特征在于：所述非晶 軟磁合金薄帶成分為Fe^fc^iCu^NbuSinB^ Fe 67C〇18SinB4，其厚度分別為50 y m和 25. 2 y m，采用700號(hào)水砂紙對(duì)所述非晶軟磁合金薄帶的自由面進(jìn)行表面物理拋光，載荷為 100g-150g/cm2,線速度為l-2m/s，經(jīng)原子力顯微鏡分析使其表面平均粗糙度低于470 A, 拋光后Fe53.83C〇23.Q7Cu Q.6Nb2.5SinB#P Fe 67C〇18SinB#晶軟磁合金非晶薄帶的厚度分別為 47 y m、23 y m〇
【專利摘要】一種提高非晶軟磁合金初始磁導(dǎo)率及其交流磁性的方法，所述非晶軟磁合金薄帶成分為Fe53.83Co23.07Cu0.6Nb2.5Si11B9和Fe67Co18Si11B4，其厚度分別為50μm和25.2μm，采用700號(hào)水砂紙對(duì)所述非晶軟磁合金薄帶的自由面進(jìn)行表面物理拋光，其拋光后的厚度分別為47μm、23μm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：經(jīng)物理拋光以后的非晶軟磁合金薄帶在1KHz-1MHz頻率范圍內(nèi)其初始磁導(dǎo)率大幅度明顯提高，弛豫頻率達(dá)到3MHz，1MHz條件下合金的品質(zhì)因數(shù)亦有明顯提高；在寬的頻率范圍內(nèi)初始磁導(dǎo)率依然具有非常好的穩(wěn)定性；該方法工藝簡單、成本低廉、便于進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。
【IPC分類】B24B1-00
【公開號(hào)】CN104802042
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510200953
【發(fā)明人】丁燕紅, 田瑞潔, 馬敘, 王曉姹
【申請(qǐng)人】天津理工大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日