一种提高非晶软磁合金初始磁导率及其交流磁性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁性功能软磁材料及物理表面处理工艺领域，特别是一种提高非晶软 磁合金初始磁导率及其交流磁性的方法。
【背景技术】
[0002] 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合金。这类合金广泛 应用于无线电电子工业、精密仪器仪表、遥控及自动控制系统中，综合起来主要用于能量转 换和信息处理两大方面，是国民经济中的一种重要材料。随着高频技术的发展，对软磁材料 的高频特性提出了更高的要求，一般对软磁材料的要求是高的磁导率和低的损耗，在较高 功率应用时，还要求具有高饱和磁化强度，在应用于高频率时，更要求在宽段范围内具有高 磁导率和低损耗，即好的高频磁特性。
[0003] 与传统的金属软磁材料相比，Fe(Co)基非晶软磁合金具有高磁感应强度、高磁导 率、低矫顽力、低损耗等特点。此外，非晶软磁合金具有良好的韧性，易于加工，因此受到工 业界的广泛青睐，在许多应用领域正逐步取代硅钢片等传统软磁材料。铁基非晶软磁合金 具有优良的综合软磁性能，如高饱和磁感值、高导磁率、低矫顽力、低损耗、低激磁电流和 良好的稳定性等特点，可用于配电变压器、中频电源变压器和开关电源变压器的铁芯、滤 波电抗器、饱和电抗器、马达定子以及磁传感器等，是应用和研宄最广的非晶合金之一。此 外，铁基非晶材料还可做为磁传感器应用在航空航天、汽车、工业、消费、物联网、智能电网 等许多领域。在物联网中，磁传感器可以用于智能交通的交通管制、车流检测等中；在智能 电网中，磁传感器可应用于电力系统的电压、电流、功率等参数的监测和交流变频调速器、 逆变器、整流器、通信电源、信号监测、故障定位检测等许多方面。
[0004] 为适应器件的轻量化、小型化发展的要求，对于新型高饱和磁感应强度、高磁导 率、低损耗、良好高频性能的软磁材料的需求越来越大。由此可见，开发一种具有高初始磁 导率、高品质因数、更宽的高频性能的非晶软磁合金材料对于促进我国铁基非晶软磁材料 及其器件相关产业的发展具有重要的意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种提高非晶软磁合金初始磁导率及其 交流磁性的方法，经该方法处理后的复合非晶软磁合金在较高频率下仍具有高的初始磁导 率的同时，拥有较高的品质因数和弛豫频率。
[0006] 本发明的技术方案：
[0007] -种提高非晶软磁合金初始磁导率及其交流磁性的方法，所述非晶软磁合金薄 带成分为 Fe5I83C02M7Cuci6NK 5Si11Bi^ Fe 67C〇18SinB4,其厚度分别为 50 ym 和 25. 2 ym，采 用700号水砂纸对所述非晶软磁合金薄带的自由面进行表面物理抛光，载荷为100g-150g/ cm2,线速度为l-2m/s，经原子力显微镜分析使其表面平均粗糙度低于470 A,抛光后 Fe5I83C02M7Cua6NK 5Si11Bi^ Fe 67C〇18SinB4#晶软磁合金非晶薄带的厚度分别为47 μπκ 23 μ m〇
[0008] 本发明的优点和有益效果是：
[0009] 经物理抛光以后的非晶软磁合金薄带在ΙΚΗζ-ΙΜΗζ频率范围内其初始磁导率大 幅度明显提尚，她豫频率达到3MHz，IMHz条件下合金的品质因数亦有明显提尚；在宽的频 率范围内初始磁导率依然具有非常好的稳定性；该方法工艺简单、成本低廉、便于进行工业 生产。
【具体实施方式】
[0010] 实施例1 :
[0011] 一种提高非晶软磁合金初始磁导率及其交流磁性的方法，所述非晶软磁合金薄带 成分为Fe 53. MC02W7Cutl6Nbi5Si11B 9，其厚度为50 μ m，采用700号水砂纸对所述铁基非晶软磁 合金薄带的自由面进行表面物理抛光，载荷为lOOg/cm2,线速度为1.0 m/s，经原子力显微镜 分析使其表面平均粗糙度为460 A，抛光后Fe5U3C023ICua6NK 5Si11B9非晶软磁合金非晶 薄带的厚度为47 μ m。
[0012] 所述非晶软磁合金条带的制备方法如下：
[0013] I) Fe53.83C〇23.07Cua 6Nb2.與以母合金锭的制备
[0014] 分别选取纯度为99. 95%的Fe、Co、Cu、Nb、Si、B原料，按照元素质量百分比进行 配料，在真空感应炉中熔炼成母合金锭，控制失重低于5% ;。
[0015] 软磁合金薄带的制备
[0016] 采用单辊熔体旋转快淬法在大气中制备厚度为50 ym的 Fe53.83Co23. Q7CuQ. 6Nb2.5SinB9# 晶软磁合金非晶薄带。
[0017] 实施例2:
[0018] 一种提高非晶软磁合金初始磁导率及其交流磁性的方法，所述非晶软磁合金薄带 成分为Fe 67Co18Si11B4，其厚度为25. 2 μ m，采用700号水砂纸对所述非晶软磁合金薄带的自 由面进行表面物理抛光，载荷为150g/cm2,线速度为2m/s。经原子力显微镜分析使其表面 平均粗糙度为450 A,:抛光后Fe67Co18Si11B4非晶软磁合金非晶薄带的厚度为23 μ m。
[0019] 所述非晶软磁合金条带的制备方法如下：
[0020] 1汗667&)1851118 4母合金锭的制备
[0021] 分别选取纯度为99. 95%的Fe、Co、Si、B原料，按照元素质量百分比进行配料，在 真空感应炉中熔炼成母合金锭，控制失重低于5% ;。
[0022] 2) Fe67Co18Si11Bdhe3B软磁合金薄带的制备
[0023] 采用单辊熔体旋转快淬法在大气中制备厚度为25. 2 ym的Fe67Co18Si11B^晶软磁 合金非晶薄带。
[0024] 表 1 为 Fe67Co18Si1B1JP Fe 53.MC02itl7Cua6Nbi5Si 11Bi^晶软磁合金以及其抛光后的 在频率为1kHz，磁场为0. 05A/m条件下初始磁导率μ，弛豫频率fQ，以及IMHz条件下的品 质因数Q。
[0025] 表 1
【主权项】
1. 一种提高非晶软磁合金初始磁导率及其交流磁性的方法，其特征在于：所述非晶 软磁合金薄带成分为Fe^fc^iCu^NbuSinB^ Fe 67C〇18SinB4，其厚度分别为50 y m和 25. 2 y m，采用700号水砂纸对所述非晶软磁合金薄带的自由面进行表面物理抛光，载荷为 100g-150g/cm2,线速度为l-2m/s，经原子力显微镜分析使其表面平均粗糙度低于470 A, 抛光后Fe53.83C〇23.Q7Cu Q.6Nb2.5SinB#P Fe 67C〇18SinB#晶软磁合金非晶薄带的厚度分别为 47 y m、23 y m〇
【专利摘要】一种提高非晶软磁合金初始磁导率及其交流磁性的方法，所述非晶软磁合金薄带成分为Fe53.83Co23.07Cu0.6Nb2.5Si11B9和Fe67Co18Si11B4，其厚度分别为50μm和25.2μm，采用700号水砂纸对所述非晶软磁合金薄带的自由面进行表面物理抛光，其抛光后的厚度分别为47μm、23μm。本发明的优点是：经物理抛光以后的非晶软磁合金薄带在1KHz-1MHz频率范围内其初始磁导率大幅度明显提高，弛豫频率达到3MHz，1MHz条件下合金的品质因数亦有明显提高；在宽的频率范围内初始磁导率依然具有非常好的稳定性；该方法工艺简单、成本低廉、便于进行工业生产。
【IPC分类】B24B1-00
【公开号】CN104802042
【申请号】CN201510200953
【发明人】丁燕红, 田瑞洁, 马叙, 王晓姹
【申请人】天津理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月24日