专利名称：块体铁硼软磁材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用燃烧合成熔化技术制备块体铁硼软磁材料的方法。
背景技术：
块体铁硼软磁材料，是一类软磁性能优异的材料，它具有高磁导率、高磁感 应强度、宽使用频率范围和低矫顽力、低损耗等特点。在微控制器、电机、变压 器、磁记录仪、磁头等领域具有广泛的应用前景。目前，主要通过纳米化來获得 具有优异软磁性能的材料，即非晶晶化与直接晶粒细化法。非晶晶化只能针对几 种非晶形成能力特别强的磁性材料体系。而迄今为止,国内外利用直接晶化法仅 在非晶形成能力较高的共晶合金系中制备出了块体纳米材料。因此这两种方法得 到的铁硼基块体纳米材料成份复杂，制备困难，其应用受到了很大的限制(Michael E. McHenry， Matthew A. Willard，David E. Laughlin, Amorphous and nanocrystalli加 materials for applications as soft magnets, /Vograss z力SWe"", 1999， 44:291-433)。
发明内容
本发明的目的是采用燃烧合成熔化技术制备块体铁硼软磁材料，这种方法可 以一歩合成产物并实现致密化，是一种工艺简单，所需设备简单，成本低廉，生 产周期短的具有优异软磁性能的铁硼块体材料的制备方法。
一种块体铁硼软磁材料的制备方法，其特征在于制备方法包括按质量比 30 : 10.2: 0.6 1分别称取三氧化二铁粉、铝粉、硼粉，混合后研磨干混；以 40 60MPa的压力将混合好的反应物料在钢模具中压实，然后将压胚置于反应 容器中，在反应物料上部放入1 10克引燃剂，通入氩气吹洗反应容器以排除其 中的空气，将反应物料加热到180X: 230"C后，继续通入氩气吹洗反应容器以 排除从反应物料表面脱附的气体，然后再通入6 8MPa的气体，将反应物料继 续加热到25(TC 290X:,在此温度范围通过引燃剂自发反应放出的大量热来引 发反应物料的反应，反应在数秒内完成。
反应产物随反应容器冷却至室温后，从容器中取出产物，将产物表面杂质手
工去除得到产物铁硼块体材料，其尺寸可达到35mmx30 mmx 5 mm。
本发明所述的引燃剂，它的组分和质量份数为铝100份、硫4-15份、锰10-30份，KNO320-30份。
本发明制备的块体铁硼软磁材料进行了力学性能和软磁性能的测试，结果分别在表1和表2中给出。
表l制备Fe-B材料的力学性能
相对密度(0/。)硬度(GPa)弯曲强度(MPa)Fe-B94-974.8-5.2800-970
表2制备Fe-B材料的软磁性能矫顽力饱和磁感应剩余磁感应居里温磁滞伸磁导率
HAC强度强度度縮系数(He)韦伯/
(A/m)Bs(T)Br(T)K安匝
Fe- 0.19-0.4 B 11.69-1.790.12-0.131013-10 5610.6-31. 2214-79具体实施例方式
实施例l:
按质量比30:10,2:1分别称取三氧化二铁粉、铝粉、硼粉，混合后机械球 磨干混6小时，将混合物料用50MPa的压力在钢磨具中压实。然后将压胚置于 反应容器中，在反应物料上加2克引燃剂(质量份数为铝100份、硫4份、锰 20份，KN0325份)通入氩气吹洗反应容器，以排除其中的空气，将反应物料加 热到180'C后，继续通入氩气吹洗反应容器以排除从反应物料表面脱附的气体， 再通入8MPa的氩气，将反应物料继续加热到26(TC，通过引燃剂引发反应，反 应在数秒内完成。反应产物随反应容器冷却至室温后，从容器中取出产物，将产 物表面杂质手工去除得到产物。
实施例2:
按质量比30: 10.2:0.7分别称取三氧化二铁粉、铝粉、硼粉，混合后机械球
磨千混8个小时，将混合物料用50MPa的压力在钢磨具中压实。然后将压胚覽于 反应容器中，在反应物料上加8克引燃剂(质量份数为铝100份、硫12份、锰28 份，KN0321份)，通入氩气吹洗反应容器以排除其中的空气，将反应物料加热到 200C后，继续通入氩气吹洗反应容器以排除此时从反应物料表面脱附的气体， 再通入7MPa的氩气，将反应物料继续加热到270'C，通过引燃剂引发反应，反应 在数秒内完成。反应产物随反应容器冷却至室温后，从容器中取出产物，将产物 表面杂质手工去除得到产物。
实施例3:
按质量比30 : 10.2 : 0.8分别称取三氧化二铁粉、铝粉、硼粉，混合后机械 球磨干混10个小时，将混合物料用50MPa的压力在钢磨具中压实。然后将压胚 置于反应容器中，在反应物料上加5克引燃剂(质量份数为铝100份、硫15 份、锰10份，KN0329份)，通入氩气吹洗反应容器以排除其中的空气，将反应 物料加热到210X:后，继续通入氩气吹洗反应容器以排除此时从反应物料表面脱 附的气体，再通入8MPa的氩气，将反应物料继续加热到280'C，通过引燃剂引 发反应，反应在数秒内完成。反应产物随反应容器冷却至室温后，从容器中取出 产物，将产物表面杂质手工去除得到产物。
权利要求
1. 一种块体铁硼软磁材料的制备方法，其特征在于制备方法包括按质量比30∶10.2∶0.6～1分别称取三氧化二铁粉、铝粉、硼粉，混合后研磨干混；以40～60MPa的压力将混合好的反应物料在钢模具中压实，然后将压胚置于反应容器中，在反应物料上部放入1～10克引燃剂，通入氩气吹洗反应容器以排除其中的空气，将反应物料加热到180℃～230℃后，继续通入氩气吹洗反应容器以排除从反应物料表面脱附的气体，然后再通入6～8MPa的气体，将反应物料继续加热到250℃～290℃，在此温度范围通过引燃剂自发反应放出的大量热来引发反应物料的反应，反应在数秒内完成。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于引燃剂的组分和质量份数为 铝100份、硫4-15份、锰10-30份，KNO320-30份。
全文摘要
本发明涉及一种块体铁硼软磁材料的制备方法。采用三氧化二铁粉、铝粉和硼粉作为原料，用燃烧合成熔化技术制备。该方法所需设备简单、能耗低、周期短、成本低，制备的材料具有优异的软磁性能和良好的力学性能。
文档编号H01F1/14GK101206942SQ20061010532
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者刘维民, 军 杨, 毕秦岭, 符立才, 薛群基, 马吉强 申请人:中国科学院兰州化学物理研究所