专利名称：磁记录用高磁导率、高饱和磁感应强度合金的最佳化学成分设计方法
技术领域：
本发明是关于软磁合金化学成份的设计方法。
在国外有用磁性原子比经验规律[1，2，3]来设计，早期发现的3～4元系高磁导率合金(饱和磁感应强度Bs≯0.8T)的化学成份，但没有专门对用于磁记录技术中与金属磁带匹配的高磁导率、高饱和磁感应强度合金的最佳化学成份进行设计的方法。
本发明的目的是要修正和发展“磁性原子比”理论，使之能按下列性能要求设计合金的最佳成份，该性能要求是μi≥37.5mH/m(30000Gs/Oe)Bs≥0.8T饱和磁感应强度Bs在0.8T以上可以满足与金属磁带匹配使用的磁记录装置中磁头芯片材料的要求。
本
发明内容
(1)合金的“磁性原子比”应符合如下规律P1=CN i 磁CF e=CN i- Σ ［(Ai/ μN i) - 1］C iCF e= 3.49 ± 0.41]]>P2＝∑AiCi＝13.94±3.83(at%)CFe＝17.15±1.33(at%)式中CNi、CNi磁为合金中Ni和磁性Ni原子的原子百分含量;
CFe为合金中Fe的原子百分含量;
Ai、Ci为i种合金元素的价电子数和原子百分含量;
μNi为Ni的原子磁矩值，取0.6μB(μB波尔磁子数);
本发明的特点在于加入的非铁磁性元素的量较少，而Fe元素的量较高，使合金的平均原子磁矩达0.8μB，从而保证了合金具有高的Bs值。
(2)对常用添加元素的价电子数进行了验证，修正了Ta、Ti、Mn元素的价电子数，各添加元素的价电子数见表1。
＊Mn的价电子数见发明内容(3)＊＊取自[5](3) 当Mn≤1.5at%时，Mn起“增Ni”作用，每个Mn原子对合金磁性的贡献为2.6μB＝( 13/3 )μNi。
所以含Mn合金的磁性Ni原子含量应为CNi磁＝CNi+(13/3)CMn-∑[(Ai/μNi)-1]Ci式中CMn为Mn的原子百分含量。
(4) 在本发明合金中Fe的原子磁矩取为2.62μB，这与文献[1][4]都不同。
5、Bs≥0.8T，μi≥37.5mH/m(30000Gs/Oe)合金的最佳Ni含量公式为(除含Mn元素以外)CNi＝77.73+∑(0.377Ai-1)Ci(at%)WNi＝78.58+∑(12.57 (ni)/(mi) -0.786)Wi(wt%)式中ni，mi，wi分别为i种添加元素每个原子可中和的Ni原子数，原子量和重量百分数，其中ni＝(Ai/μNi)-1＝(Ai/0.6)-1。
表2中列出了不同合金系的最佳Ni含量计算公式.它们经组合后也可适用于其它更多元素更复杂的合金。
6、合金的JS(饱和磁化强度)的计算
式中μ为合金平均原子磁矩μ＝ 1/100 (CNi磁×μNi+CFe×μFe)＝ 1/100 ｛[CNi- 1/3 ∑(5Ai-3)Ci]×μNi+CFe×μFe｝＝ 1/100 ｛[CNi- 1/3 ∑(5Ai-3)Ci]×0.6+2.62×CFe｝Nar为Avogadro常数d、m为合金的密度和平均原子量注Js和μ的计算公式与文献中一致，关键是我们取的Ai和μFe不同，故而得出的JS不同。
图中abcdef为本发明的最佳成份范围。
实施例(1)高Bs高磁导率NiFeMoNb系合金设计用本规律来设计NiFeMoNb系合金，其成份应如表3所示
据此我们设计了二类三个高Bs合金，成份和性能见表4，用Nb来代替部分Mo，可使芯片合金的硬度Hv和耐磨性提高。
表4 二类高μi高Bs合金的成份和性能
单位μi、μm为Gs/Oe、Hc为A/m单位μi、μm为Gs/Oe、Hc为A/m表中825合金由于Nb量偏高，故使B10偏低、而878和870二个FeNiMo系合金完全合乎设计要求。
(2)高Bs高μiFeNiMnMo系合金设计我们利用Mn可以增加Ni的原子磁矩的特殊现象，设计了一组FeNiMoMn合金，也获得较高的μi和B10，见表5，其中序号62.63获得较好的综合性能，另外实测的B10值，与予测的Js十分接近。
表5FeNiMoNb系合金的成份和性能(0.1mm厚)
＊μi在H＝0.16A/m下测量、μiμm单位Gs/Oe、Hc单位A/m。
(3)用本方法验算42个Bs＞0.8T，μi＞30000Gs/Oe合金的Js值与实测值相差＜0.05T的占92.86%(见附表一)4、用本方法验算30个含Mn合金的Js值与实测值相差＜0.05T的占90%(见附表二)。
参考文献[1]R.D.Enoch，A.D.FudgeBrit.JAP1966.17，623～634[2]R.D.EnochD.L.MorrellIEEEMAG-51969.5(3). G.RassmannU.HofmannJAP1968.17，603. 戴礼智，金属材料研究1975，3(2)141-149[5]东德专利No.67249(G.Rassmann)
权利要求
1.磁记录用高磁导率、高饱和磁感应强度合金的最佳化学成份设计方法，其特征在于合金的“磁性原子比”应符合如下规律P1=CN i 磁CF e=CN i- Σ ［(Ai/ μN i) - 1］C iCF e= 3.49 ± 0.41]]>P2=ΣAiCi=13.94±3.83(at%)CFe=17.15±1.33(at%)
2.按权利要求1所说的设计方法，其中常用添加元素Mo、Cu、Nb、Al、V、W、Si的价电子数与通常周期表位置一样，其特征在于添加元素Ta的价电子数修正为3.2，Ti为3.77。
3.按权利要求1所说的设计方法，其特征在于合金元素Mn的作用，当Mn≤1.5at%时，Mn起“增Ni”作用。每个Mn原子对合金磁性的贡献为2.6μB＝(13/3)μNi。所以含Mn合金的磁性Ni原子含量应为CNi磁＝CNi+(13/3)CMn-∑[(Ai/μNi)-1]Ci
4.按权利要求1所说的设计方法，其特征在于在高Ni-Fe合金中Fe的原子磁矩μFe＝2.62μB。
5.按权利要求1所说的设计方法，其特征在于当Bs≥0.8T，μi≥37.5mH/m的合金最佳Ni含量公式为(除含Mn元素以外)CNi＝77.73+∑(0.371Ai-1)Ci(at%)WNi＝78.58+∑[(12.57ni/mi)-0.786]Wi (wt%)
全文摘要
本发明是关于磁记录用高磁导率、高饱和磁感应强度合金的最佳化学成分设计方法，目的是能按μ
文档编号C22C1/00GK1070233SQ9211055
公开日1993年3月24日 申请日期1992年9月17日 优先权日1992年9月17日
发明者陈国钧, 吕键 申请人:首钢总公司