一種淬態納米巨磁阻抗薄帶材料及其製備方法

2023-06-10 22:22:51 2

專利名稱：一種淬態納米巨磁阻抗薄帶材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種淬態納米巨磁阻抗薄帶材料及其製備方法，屬於磁傳感與磁存儲技術領域。
背景技術：
巨磁阻抗效應材料是一種非常重要的功能材料，可應用於磁傳感材料與磁頭材料，發展前景廣闊。目前的一種重要的納米巨磁阻抗效應薄帶材料為Fe-Cu-Nb-Si-B，其標準配方為Fe74.5-tCutNb3Si13.5B9，其中Cu的原子百分數t為0.5-1.5，其最佳巨磁阻抗效應對應於t＝1的材料。其對應的材料製備方法為首先製備淬態薄帶材料，然後在溫度為500-600℃下的真空或保護氣氛下退火20-60分鐘。當然退火就需要耗費能量，而且在退火時必須保障樣品不氧化，這樣會帶來較高的材料生產成本。

發明內容本發明針對現有技術的不足，提供一種無需退火的淬態納米巨磁阻抗薄帶材料及其製備方法。
本發明淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為FeαCoβCuγNbxSiyBz，其中原子百分數為β＝0-2.0γ＝2.3-2.7x＝2.8-3.2y＝13.1-13.6z＝8-9α＝100-β-γ-x-y-z。
本發明淬態納米巨磁阻抗薄帶材料的製備方法如下按分子式FeαCoβCuγNbxSiyBz的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以35-40米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶，製得淬態納米巨磁阻抗薄帶材料。
本發明的核心在於提高Cu在材料薄帶中的成分含量並與淬態的巧妙配合。本發明充分利用Cu的細化晶粒和促進成核的作用，提高Cu成分含量，這樣便增加材料立方軟磁相的成核點，從而可以省去退火過程、直接在淬態實現納米化，並使淬態薄帶具有高巨磁阻抗效應，這樣既節約了能源，而且省去了繁雜的退火過程，並且避免了高溫退火漏真空、氧化導致性能降低的威脅。若Cu的百分含量過低x＜2.2，則在無退火的淬態材料中納米晶化不足，導致材料磁導率不高、巨磁阻抗性能低。若Cu的百分含量過高x＞2.8，則降低材料的飽和磁化強度與磁導率。高的巨磁阻抗效應要求淬態薄帶中Cu的百分含量x在2.3≤x≤2.7的範圍內。
本發明提供的淬態納米巨磁阻抗薄帶材料，不僅製備工藝簡單、省去了退火步驟，節約了能源，而且材料的巨磁阻抗性能也較高。例如Fe71Co1Cu2.5Nb3Si13.5B9淬態納米薄帶在磁場為7162A/m下在頻率為1MHz時巨磁阻抗值可達到-50％。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不限於此。
實施例1淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為Fe71Co1Cu2.5Nb3Si13.5B9按照配方Fe71Co1Cu2.5Nb3Si13.5B9的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以40米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該Fe71Co1Cu2.5Nb3Si13.5B9快淬薄帶在交流電頻率f＝1MHz，磁場為7162A/m下的阻抗變化率ΔZ/Z0為-50％。
實施例2淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為Fe72.1Cu2.4Nb3Si13.5B9按照配方Fe72.1Cu2.4Nb3Si13.5B9的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以39米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該Fe72.1Cu2.4Nb3Si13.5B9快淬薄帶在交流電頻率在交流電頻率f＝1MHz，磁場為7162A/m下的阻抗變化率ΔZ/Z0為-41％。
實施例3淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為Fe72.7Cu2.3Nb3Si13.5B8.5按照配方Fe72.7Cu2.3Nb3Si13.5B8.5的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以35米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該Fe72.7Cu2.3Nb3Si13.5B8.5快淬薄帶在交流電頻率f＝1MHz，磁場為7162A/m下的阻抗變化率ΔZ/Z0為-25％。
實施例4淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為Fe71.4Co1.5Cu2.3Nb3Si13.5B8.3按照配方Fe71.4Co1.5Cu2.3Nb3Si13.5B8.3的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以35米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該Fe71.4Co1.5Cu2.3Nb3Si13.5B8.3快淬薄帶在交流電頻率f＝1MHz，磁場為7162A/m下的阻抗變化率ΔZ/Z0為-20％。
實施例5淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為Fe71Co0.8Cu2.7Nb3Si13.5B9按照配方Fe71Co0.8Cu2.7Nb3Si13.5B9的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以35米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該Fe71Co0.8Cu2.7Nb3Si13.5B9快淬薄帶在交流電頻率f＝1MHz，磁場為7162A/m下的阻抗變化率ΔZ/Z0為-30％。
實施例6淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為Fe71Co1.2Cu2.7Nb2.8Si13.3B9按照配方Fe71Co1.2Cu2.7Nb2.8Si13.3B9的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以35米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該Fe71Co1.2Cu2.7Nb2.8Si13.3B9快淬薄帶在交流電頻率f＝1MHz，磁場為7162A/m下的阻抗變化率ΔZ/Z0為-28％。
實施例7淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為Fe69.8Co2Cu2.6Nb3Si13.6B9按照配方Fe69.8Co2Cu2.6Nb3Si13.6B9的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以38米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該Fe69.8Co2Cu2.6Nb3Si13.6B9快淬薄帶在交流電頻率f＝1MHz，磁場為7162A/m下的阻抗變化率ΔZ/Z0為-31％。
實施例8淬態納米巨磁阻抗薄帶材料組成為Fe71.6Co1.2Cu2.7Nb3.2Si13.3B8按照配方Fe71.6Co1.2Cu2.7Nb3.2Si13.3B8的化學元素比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以38米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該Fe71.6Co1.2Cu2.7Nb3.2Si13.3B8快淬薄帶在交流電頻率f＝1MHz，磁場為7162A/m下的阻抗變化率ΔZ/Z0為-18％。
權利要求
1.一種淬態納米巨磁阻抗薄帶材料，其特徵為材料組成為FeαCoβCuγNbxSiyBz，其中原子百分數為β＝0-2.0γ＝2.3-2.7x＝2.8-3.2y＝13.1-13.6z＝8-9α＝100-β-γ-x-y-z。
2.一種權利要求1所述的淬態納米巨磁阻抗薄帶材料的製備方法，其特徵在於先將FeαCoβCuγNbxSiyBz按原子百分數比例稱料，將料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入一個大氣壓氬氣，熔煉合金；將熔煉好的合金以35-40米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶，製得具有巨磁阻抗效應的FeαCoβCuγNbxSiyBz淬態納米薄帶材料。
全文摘要
一種淬態納米巨磁阻抗薄帶材料及其製備方法，屬於磁傳感與磁存儲技術領域。本發明的材料組成為Fe
文檔編號H01F1/16GK1556238SQ200310114560
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月31日 優先權日2003年12月31日
發明者胡季帆, 李波, 秦宏偉 申請人:山東大學, 鋼鐵研究總院