CN102094156A - 一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法 - Google Patents

一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102094156A
CN102094156A CN 201110037735 CN201110037735A CN102094156A CN 102094156 A CN102094156 A CN 102094156A CN 201110037735 CN201110037735 CN 201110037735 CN 201110037735 A CN201110037735 A CN 201110037735A CN 102094156 A CN102094156 A CN 102094156A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pulse
magnetic
amorphous
mother alloy
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201110037735
Other languages
English (en)
Inventor
晁月盛
杜安
邹壮辉
张延辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN 201110037735 priority Critical patent/CN102094156A/zh
Publication of CN102094156A publication Critical patent/CN102094156A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

本发明涉及软磁材料制备技术领域，具体涉及一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法。首先在真空度小于5×10-3Pa下，将合金原料在真空高频炉或电弧炉中熔炼成母合金熔体；然后在真空度为2×10-3Pa，氩气气氛保护下，将母合金熔体注入真空单辊熔体急冷设备中把母合金制成非晶薄带，冷却辊表面线速度45-49m/s，石英喷嘴与铜辊的距离0.5mm，喷嘴出口熔体过热度50K；最后在多功能程控脉冲磁场产生器中对非晶薄带进行磁脉冲处理，磁脉冲场强Hp=100～400Oe，频率f=20～2000Hz，作用时间tp=5min～10min，得到非晶纳米晶材料。

Description

一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法
技术领域
本发明涉及软磁材料制备技术领域，具体涉及一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法。
背景技术
铁基纳米晶材料是由铁基非晶在纳米晶化处理后得到的纳米晶弥散分布于剩余非晶基体的双相纳米合金。其具有较好的软磁性能，即矫顽力低、饱和磁化强度高，在电力变压器、开关电源、灵敏传感器等领域的应用比较广泛。特别是FeCoHfBCu非晶纳米晶化形成的纳米合金-HITPERM，其高温磁感应强度大、矫顽力低，工作温度可达500℃以上，为第二代电动航天飞机磁体的优选材料。
目前国内外普遍采用的制备铁基纳米晶材料的是退火处理法，即在温度≥500℃条件下对非晶进行≥1h的真空退火，制备纳米合金。这种工艺工序复杂、反应时间长，并且容易导致铁基纳米晶材料的退火脆化。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法，制备出性能更优良的铁基纳米晶材料。
实现本发明目的的技术方案是按如下步骤进行：
（1）在真空度小于5×10-3Pa下，将合金原料在真空高频炉或电弧炉中熔炼成母合金熔体；
（2）在真空度为2×10-3Pa，氩气气氛保护下，将母合金熔体注入真空单辊熔体急冷设备中把母合金制成非晶薄带，冷却辊表面线速度45～49m/s，石英喷嘴与铜辊的距离0.5mm，喷嘴出口熔体过热度50K；
（3）在多功能程控脉冲磁场产生器中对非晶薄带进行磁脉冲处理，磁脉冲场强Hp=100～400Oe，频率f=20～2000Hz，作用时间tp=5min～10min，得到非晶纳米晶材料。
与现有技术相比，本发明的特点及其有益效果是：
1通过调整场强、频率和作用时间控制晶化量，实现晶化量可控；
2传统晶化方法温升达500℃以上，容易导致非晶合金的退火脆化。本发明ΔT≤20℃，避免退火脆化；
3传统退火晶化方法最大晶化区尺寸达到微米级，导致合金脆化。本发明的最大晶化区尺寸仅为几十纳米数量级，避免了合金脆化；
4 本方法制备的纳米合金-HITPERM的矫顽力Hc≤50A/m，饱和磁化强度150emu/g～175emu/g。
附图说明：图1为本发明的多功能程控脉冲磁场产生器结构示意图；
   图2为本发明的多功能程控脉冲磁场产生器电子控制原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施例：
本发明所用的材料FeSiB由北京钢铁研究总院提供； Fe(Co)HfBCu非晶喷带设备为德国Hechigen公司Edmund Bühler真空单辊熔体急冷设备，中低频脉冲磁场处理装置为多功能程控脉冲磁场产生器，如图1，图2所示，其中处理器为中空的螺线管，内径为100mm,非晶材料的磁脉冲处理在处理器的空腔中进行；采用穆斯堡尔谱仪测定成品晶化量，纳米晶分布和尺寸由透射电子显微镜高分辨像观测。
实施例1：非晶材料（Fe 1-x Co x ) 86 Hf 7 B 6 Cu 1 的磁脉冲处理：
（1）在真空度小于5×10-3Pa下，将Fe、Si、B、Co、Hf和Cu熔炼成（Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1(x=0.4)母合金熔体；
（2）在真空度为2×10-3Pa，氩气气氛保护下，将（Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1(x=0.4)母合金熔体注入真空单辊熔体急冷设备中把母合金制成非晶薄带，冷却辊表面线速度45～49m/s，石英喷嘴与铜辊的距离0.5mm，喷嘴出口熔体过热度50K；
（3）在多功能程控脉冲磁场产生器中对非晶薄带进行磁脉冲处理，磁脉冲频率为1000Hz、场强200Oe、作用时间600s；
非晶样品在磁脉冲处理后晶化体积分数达17.6%，晶化相对应的超精细磁场为324.99kOe；最大晶化区尺寸在5～10纳米数量级。
实施例2：非晶材料Fe78Si9B13 的磁脉冲处理：在其他条件与实施例1相同的情况下，当磁脉冲频率20Hz、场强200Oe、作用时间120s时，非晶的晶化体积分数为2.1%；
当磁脉冲频率20Hz、场强400Oe、作用时间120s时，非晶的晶化体积分数为5.0%；
当磁脉冲频率40Hz、场强200Oe、作用时间120s时，非晶的晶化体积分数为7.8%。
实施例3：非晶材料Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的磁脉冲处理：对该非晶进行低频磁脉冲处理，当场强为296Oe、频率均为30Hz、作用时间为300、600、900sec.时,非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9发生纳米晶化，晶化体积分数分别为：2.3、2.6、3.4；
当场强为379Oe、频率为20、30、40Hz、作用时间均为240sec.,非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9发生纳米晶化，晶化体积分数分别为：3.1、3.3、5.5。

Claims (4)

1.一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法，其特征在于按如下步骤进行：
（1）将非晶母合金原料熔炼成母合金熔体；
（2）把母合金熔体制成非晶薄带；
（3）在多功能程控脉冲磁场产生器中对非晶薄带进行磁脉冲处理，磁脉冲场强Hp=100～400Oe，频率f=20～200Hz，作用时间tp=5min～30min，得到非晶纳米晶材料；
（4）在550℃温度条件下，对非晶纳米晶材料退火1小时，得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法，其特征在于熔炼成熔体的母合金是Fe78Si9B13或Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9或 (Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1。
3.根据权利要求1所述的一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法，其特征在于步骤（1）中的熔炼时的真空度小于5×10-3Pa，在真空高频炉中进行。
4.根据权利要求1所述的一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法，其特征在于步骤（2）中把母合金熔体制成非晶薄带是在氩气气氛保护下，使真空度为2×10-4Pa，在真空单辊熔体急冷设备中将母合金熔体制成非晶薄带，喷射线速度39m/s，石英喷嘴与铜辊的距离0.5mm，喷嘴出口熔体过热度50～100K。
CN 201110037735 2011-02-14 2011-02-14 一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法 Pending CN102094156A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110037735 CN102094156A (zh) 2011-02-14 2011-02-14 一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110037735 CN102094156A (zh) 2011-02-14 2011-02-14 一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102094156A true CN102094156A (zh) 2011-06-15

Family

ID=44127422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110037735 Pending CN102094156A (zh) 2011-02-14 2011-02-14 一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102094156A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103741008A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 青岛云路新能源科技有限公司 一种铁基纳米晶合金的制备方法
CN105586554A (zh) * 2014-10-21 2016-05-18 中国科学院金属研究所 一种纳米晶铜材料及其应用
CN107653426A (zh) * 2017-09-12 2018-02-02 西北工业大学 利用磁场提高Ti48Zr20Nb12Cu5Be15力学性能的方法
CN112008053A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 燕山大学 一种合金的制备装置及电流施加方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0294605A (ja) * 1988-09-30 1990-04-05 Hitachi Metals Ltd 磁気パルス圧縮回路を含む励起回路
US5364477A (en) * 1989-07-14 1994-11-15 Alliedsignal Inc. Iron rich metallic glasses having high saturation induction and superior soft ferromagnetic properties at high magnetization rates
CN1721567A (zh) * 2004-07-05 2006-01-18 日立金属株式会社 Fe基非晶态合金带及由其形成的磁芯

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0294605A (ja) * 1988-09-30 1990-04-05 Hitachi Metals Ltd 磁気パルス圧縮回路を含む励起回路
US5364477A (en) * 1989-07-14 1994-11-15 Alliedsignal Inc. Iron rich metallic glasses having high saturation induction and superior soft ferromagnetic properties at high magnetization rates
CN1721567A (zh) * 2004-07-05 2006-01-18 日立金属株式会社 Fe基非晶态合金带及由其形成的磁芯

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《东北大学学报》 20031031 张艳辉，晁月盛 Fe78Si9B13非晶合金纳米晶化的低频脉冲磁场处理方法 第1018-1020页 第24卷, 第10期 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103741008A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 青岛云路新能源科技有限公司 一种铁基纳米晶合金的制备方法
CN103741008B (zh) * 2013-12-27 2016-05-11 青岛云路先进材料技术有限公司 一种铁基纳米晶合金的制备方法
CN105586554A (zh) * 2014-10-21 2016-05-18 中国科学院金属研究所 一种纳米晶铜材料及其应用
CN107653426A (zh) * 2017-09-12 2018-02-02 西北工业大学 利用磁场提高Ti48Zr20Nb12Cu5Be15力学性能的方法
CN112008053A (zh) * 2020-08-27 2020-12-01 燕山大学 一种合金的制备装置及电流施加方法
CN112008053B (zh) * 2020-08-27 2021-09-17 燕山大学 一种合金的制备装置及电流施加方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104934179B (zh) 强非晶形成能力的铁基纳米晶软磁合金及其制备方法
CN100443616C (zh) 微波快速晶化制备铁基纳米晶软磁合金的方法
CN106756644B (zh) 一种基于硅元素的铁基非晶纳米晶软磁合金及其制备方法
CN104087833B (zh) 高频性能优良的铁基纳米晶软磁合金及其制备方法
CN101650999A (zh) 一种铁基非晶或纳米晶软磁合金及其制备方法
CN107393673A (zh) 一种铁基非晶纳米晶软磁合金及其制备方法
CN101840763A (zh) 一种高饱和磁感应强度的铁基纳米晶软磁合金
CN102094156A (zh) 一种通过中低频磁脉冲制备铁基纳米晶材料的方法
CN102953020A (zh) 一种铁基非晶纳米晶软磁合金材料及其制备方法
CN106917042A (zh) 一种高频高磁感应强度铁基纳米晶软磁合金及其制备方法
CN102568729B (zh) 一种制备块体纳米晶复合稀土永磁材料的方法
CN103290342B (zh) Fe基非晶合金及其制备方法
CN109295401A (zh) 一种新型铁基非晶纳米晶软磁合金及其制备方法
CN103602931A (zh) 一种铁基非晶纳米晶软磁合金及其制备方法
CN103280288B (zh) 一种高矫顽力钐钴基永磁材料的制备方法
CN108342666B (zh) 一种具有高塑性的FeCoNi基高熵软磁合金及其制备方法
CN105671460B (zh) 低成本FeNbB三元非晶合金软磁材料的制备方法
CN102424937B (zh) 一种提高块体非晶合金Fe-M-B软磁性能的方法
CN100465323C (zh) 一种纳米晶复合永磁合金及其制备方法
CN101824512A (zh) 电磁铁式横向磁场热处理设备和制备恒磁铁心的方法
CN105002447A (zh) 一种提高Fe-Si-B-P系块体非晶合金非晶形成能力的方法
CN105655079B (zh) 一种铁基纳米晶软磁合金材料及其制备方法
CN105702408B (zh) 一种纳米晶软磁材料的制备方法
CN201704357U (zh) 电磁铁式横向磁场热处理设备
CN105671461B (zh) 一种非晶材料及其制备方法和用途

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110615