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SmFeB系非晶态软磁合金材料及其制备方法

2023-05-17 09:40:08

SmFeB系非晶态软磁合金材料及其制备方法

  技术领域

  本发明涉及磁性材料的技术领域,更具体地说,本发明涉及一种SmFeB系非晶态软磁合金材料及其制备方法。

  背景技术

  软磁合金是在弱磁场中具有高的磁导率及低的矫顽力的一类磁性合金材料,由于软磁合金主要是在交流磁化条件下应用,因此要求有很低的功率损耗。软磁合金作为电机、变压器的铁芯、电磁铁的级头等广泛应用于通讯、传感等技术领域,而且随着微电子技术的发展,软磁合金材料在精密电子元器件领域的应用也日益广泛,并且对软磁合金材料的性能要求也日益提高。

  为了满足不同应用的需要,现有技术中已经开发出了种类繁多软磁合金,根据组成合金的元素不同可分为Fe-Si合金、Fe-Al合金、Fe-Ni合金、Fe-Si-Al合金等晶体合金。自20世纪60年代以来,人们开始采用熔体旋辊急冷法制备非晶软磁合金。非晶软磁合金由于不存在晶界、位错等缺陷,其机械性能和耐蚀性能良好,非晶态在长程范围内是无序的,短程范围内是有序的,具有良好的磁性能;而且由于非晶软磁合金的电阻率较高,因而其涡流损耗相对于晶体磁性材料显著降低,高频磁性能远远优于晶体磁性材料。

  目前已发现的非晶态软磁合金在化学成分上的一个共同点是它们均包括两类元素组成,其一是铁磁性元素(Fe、Co、Ni等或者组合),另一种是类金属元素(Si、B、C等)。通过在铁磁性元素中添加上述类金属元素,能够显著降低合金的熔点,合金在液体时它们的原子更加难以移动,在冷却时更加难以整齐排列,也就是说更加容易被“冻结”成非晶。在精密电子元器件应用一类应用要求合金具有高的磁滞伸缩系数,例如利用磁化形变的磁致伸缩传感器、利用Barkhausen效应来发生脉冲信号等。现有技术中也公开了含有Sm的软磁合金,但其中Sm的含量较高,不仅成本较高,而且其饱和磁感应强度(Bs)较低,限制了其产品的开发和应用。

  发明内容

  为解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明的目的在于提供一种SmFeB系非晶态软磁合金材料。

  本发明的第一方面涉及一种SmFeB系非晶态软磁合金材料,其是将包括Sm、Co、B、Si的Fe基合金通过熔炼并急冷形成的非晶态合金;所述Fe基合金中含有3.5~11.8at%的Sm,1.5~5.0at%的Co、5.8~15.0at%的B、5.0~15.0at%的Si,和60at%以上的Fe。

  其中,所述Fe基合金为具有Fe-Sm-Co-M1-M2-B-Si的元素组成,M1为Mo和Cr中的至少一种;M2为Al、In、Sn、Ge和Cu中的至少一种,M2优选为Sn和Cu。

  其中,所述Fe基合金中含有0.7~1.2at%的M1,0.1~2.0at%的M2。

  其中,所述Fe基合金中Sm的原子百分含量大于所述Co的原子百分含量。

  其中,所述非晶态软磁合金材料为带材。

  其中,所述带材的厚度为10~100 μm。

  其中,所述非晶态软磁合金材料在低温下进行退火处理。

  其中,所述非晶态软磁合金材料的饱和磁感应强度Bs为1.6~1.9T,矫顽力Hc为50A/m以下,磁滞伸缩系数λs为5.0×10-6以下,优选为3.0×10-6,更优选为1.0×10-6以下。

  其中,所述Fe基合金中Sm的含量优选为3.5~8.0at%,更优选为3.7~6.0 at%。

  其中,所述Fe基合金中Co的含量优选为1.8~4.0at%。

  其中,所述Fe基合金中B的含量优选为8.0~12.0at%。

  其中,所述Fe基合金中Si的含量优选为5.0~12.0at%。

  其中,所述Fe基合金中Fe的含量优选为65at%以上,更优选为70.0at%以上。

  本发明的第二方面还涉及一种SmFeB系非晶态软磁合金材料的制备方法,其包括以下步骤:

  (1)称量Fe基合金的原料,所述Fe基合金中含有3.5~11.8at%的Sm,1.5~5.0at%的Co、5.8~15.0at%的B、5.0~15.0at%的Si,和60at%以上的Fe;

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液;

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材;

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中退火,气氛为80v%NH3+20v%H2的混合气氛,温度为300~350℃,随后随炉缓冷至室温;

  (5)对退火后的非晶带材进行时效处理。

  其中,所述Fe基合金为具有Fe-Sm-Co-M1-M2-B-Si的元素组成,M1为Mo和Cr中的至少一种;M2为Al、In、Sn、Ge和Cu中的至少一种,M2优选为Sn和Cu。

  其中,所述混合气氛的总气压为100Pa~3kPa。

  本发明的第三方面还涉及上述SmFeB系非晶态软磁合金材料的应用。

  所述非晶态软磁合金材料用于开关电源、通讯变压器、磁头以及磁传感器。

  与现有技术相比,本发明的SmFeB系非晶态软磁合金材料具有以下有益效果:

  本发明的SmFeB系非晶态软磁合金材料中Sm的含量较低,在NH3和H2的混合气氛中低温退火处理能够获得较高的饱和磁感应强度和高磁导率,并且进一步通过添加元素的控制能够获得低的矫顽力和磁滞伸缩系数,在开关电源、通讯变压器、磁头以及磁传感器等元器件领域有良好的应用前景。

  附图说明

  图1为本发明实施例的SmFeB系非晶态软磁合金材料的XRD衍射图谱。

  具体实施方式

  以下将结合具体实施例对本发明的SmFeB系非晶态软磁合金材料做进一步的阐述,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

  本发明提供一种SmFeB系非晶态软磁合金材料,其是将包括Sm、Co、B、Si的Fe基合金通过熔炼并急冷形成的非晶态软磁合金材料。该Fe基合金的成分组成是以Fe为主,并且含有以Sm和Co为主且含有M1、M2金属添加元素,而以B和Si为形成非晶态合金的必要元素,其中M1为Mo和Cr中的至少一种,M2为Al、In、Sn、Ge和Cu中的至少一种。本发明的SmFeB系非晶态软磁合金材料的元素组成可以Fe-Sm-Co-M1-M2-B-Si表示。具体来说,在本发明的非晶态软磁合金材料中,Sm的含量为3.5~11.8at%,Co的含量为1.5~5.0at%,5.8~15.0at%的B、5.0~15.0at%的Si,0.7~1.2at%的M1,0.1~2.0at%的M2和60at%以上的Fe。其中,Sm的含量优选为3.5~8.0at%,更优选为3.7~6.0 at%;Co的含量优选为1.8~4.0at%;B的含量优选为8.0~12.0at%;Si的含量优选为5.0~12.0at%;Fe的含量优选为65at%以上,更优选为70.0at%以上。本发明的SmFeB系非晶态软磁合金材料在退火后的居里温度Tc为688~810K之间,退火和时效处理后具有较高的饱和磁感应强度Bs和高磁导率μ,而且保持低的磁滞伸缩系数λs。

  在本发明中,通过在SmFeB的组成体系中选择Mo和/或Cr作为M1元素,不仅提高了非晶态的磁稳定性,而且通过成分和含量的调整可获得低的磁滞伸缩系数λs。通过选择Al、In、Sn、Ge和Cu中的至少一种作为M2,尤其是M2选择Sn和Cu可以提高非晶态的稳定性,在退火和时效处理后能够获得高磁导率μ,并且降低损耗。

  本发明的SmFeB系非晶态软磁合金材料通过将Fe基合金熔炼并急冷形成。选择金属或合金原料,首先按照化学组成的原子百分比进行配料,然后进行熔炼,然后喷射到旋转的铜辊上,得到带材,然后将带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为100Pa~3kPa),退火温度为300~350℃,时间为10min,然后在150℃时效处理100小时。所述带材的厚度为10~100 μm,实施例和对比例中的样品厚度均约为30μm。图1中由下至上依次示出了本发明的3个实施例的软磁合金材料的XRD图谱(组成为:Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.9-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0、Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Cr0.9-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0、Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.5-Cr0.4-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0),表明经过退火和时效处理后为非晶态的合金结构。作为优选地,本发明所得到的非晶态软磁合金材料的饱和磁感应强度Bs为1.6~1.9T,磁滞伸缩系数λs为5.0×10-6以下,优选为3.0×10-6,更优选为1.0×10-6以下。

  实施例1

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.9-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为300Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例2

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Cr0.9-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为300Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例3

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.5-Cr0.4-Sn1.0-Cu0.5- B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为300Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例4

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.9-Al1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Al和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为300Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例5

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.9-In1.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、In的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例6

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.9-Cu1.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例7

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.9-Sn1.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo和Sn的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例8

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe65.3-Sm9.0-Co3.0-Mo1.2-Ge1.5-B10.0-Si10.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo和Ge的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例9

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe65.3-Sm9.0-Co3.0-Cr1.2-Sn1.5-B10.0-Si10.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Cr和Sn的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例10

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe65.3-Sm9.0-Co3.0-Cr1.2-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例11

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe65.3-Sm9.0-Co3.0-Mo0.7-Cr0.5-Sn1.0-Cu0.5- B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例12

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe65.3-Sm9.0-Co3.0-Mo1.2-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例13

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe72.5-Sm3.5-Co1.8-Mo0.7-Sn0.8-Cu0.7-B15.0-Si5.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例14

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe72.5-Sm3.5-Co1.8-Cr0.7-Sn0.8-Cu0.7-B15.0-Si5.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例15

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe72.5-Sm3.5-Co1.8-Mo0.5-Cr0.2-Sn0.8-Cu0.7- B15.0-Si5.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压为1000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例16

  本实施例制备的非晶软磁合金材料化学式为Fe71.9-Sm4.0-Co1.8-Mo0.8-Sn0.8-Cu0.7-B10.0-Si10.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例17

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe72.5-Sm3.5-Co1.8-Cr0.7-Sn0.8-Cu0.7-B15.0-Si5.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例18

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe72.5-Sm3.5-Co1.8-Mo0.5-Cr0.2-Sn0.8-Cu0.7- B15.0-Si5.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例19

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe60.8-Sm11.8-Co4.2-Mo1.2-Sn1.0-Cu1.0-B8.0-Si12.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例20

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.9-Al1.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo和Al的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  实施例21

  本实施例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.9-In1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本实施例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、In和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  对比例1

  本对比例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe72.7-Sm2.0-Co3.0-Mo0.8-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本对比例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(Ar保护气氛,2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  对比例2

  本对比例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe73.7-Sm1.0-Co3.0-Mo0.8-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本对比例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(Ar保护气氛,2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  对比例3

  本对比例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe64.5-Sm3.0-Co10.0-Mo1.0-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本对比例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(Ar保护气氛,2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  对比例4

  本对比例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Nb0.9-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本对比例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Nb、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  对比例5

  本对比例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Zr0.9-Sn1.0-Cu0.5-B12.0-Si8.0。

  本对比例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Zr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(Ar保护气氛,2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  对比例6

  本对比例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Ti0.9-Al1.5-B12.0-Si8.0。

  本对比例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Ti、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为80v%NH3+20v%H2,总气压2000Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  对比例7

  本对比例制备的软磁合金材料的原子组成为Fe70.5-Sm5.0-Co2.1-Mo0.5-Cr0.4-Sn1.0-Cu0.5- B12.0-Si8.0。

  本对比例例的制备方法如下:

  (1)分别称量Fe、B、Si、Sm、Co、Mo、Cr、Sn和Cu的原料,使其符合上述化学式的合金组成。

  (2)将上述称量好的原料配制于坩埚中,然后将坩埚置于高频感应加热炉中,抽真空后通入Ar的保护气氛中进行加热熔炼,得到母合金熔融液。

  (3)将母合金熔融液喷射到旋转的铜辊上进行快速冷却得到非晶带材。

  (4)将所述非晶带材在真空退火炉中(气氛为氩气,300Pa),退火处理10min,温度为350℃,随后随炉缓冷至室温。

  (5)将退火后的非晶带材在150℃时效处理100小时,随后冷却至室温。

  对于实施例和对比例的样品依据GB/T13012-2008《软磁材料直流磁性能的测量方法》采用开路样品测量饱和磁感应性Bs、矫顽力Hc和最大磁导率μm。采用小角磁转法测量测量磁滞伸缩系数,并且在0.5T、20kHz的条件下测量损耗P0.2/20k,结果如表1所示。

  表1。

  

  对于本领域的普通技术人员而言,具体实施例只是对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的技术方案进行的各种非实质性的改进,均在本发明的保护范围之内。

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