RU2703319C1 - Магнитомягкий нанокристаллический материал на основе железа - Google Patents
Магнитомягкий нанокристаллический материал на основе железа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703319C1 RU2703319C1 RU2018145590A RU2018145590A RU2703319C1 RU 2703319 C1 RU2703319 C1 RU 2703319C1 RU 2018145590 A RU2018145590 A RU 2018145590A RU 2018145590 A RU2018145590 A RU 2018145590A RU 2703319 C1 RU2703319 C1 RU 2703319C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- iron
- magnetically soft
- coercive force
- carried out
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002707 nanocrystalline material Substances 0.000 title 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 33
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 42
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007779 soft material Substances 0.000 abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 21
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 11
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 11
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к аморфным и нанокристаллическим магнитомягким сплавам на основе железа, получаемым в виде тонкой ленты литьем расплава на поверхность охлаждающего тела и его скоростной закалкой и используемым, в основном, для изготовления из ленты сердечников трансформаторов и дросселей. Магнитомягкий материал на основе железа содержит, ат.%: Fe - 84-85, В - 7-9, Р - 3-5, Si - 1-2, Mo - 1-2, Cu - 0,5-1, при этом магнитомягкий материал имеет нанокристаллическую структуру с размером зерна 10-20 нм. Намагниченность насыщения составляет 1,8 Тл и более, коэрцитивная сила - 2-15 А/м. Материал характеризуется высокой намагниченностью насыщения при сохранении низкой коэрцитивной силы. 11 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к аморфным и нанокристаллическим магнитомягким сплавам на основе железа, получаемым в виде тонкой ленты литьем расплава на поверхность охлаждающего тела и его скоростной закалкой, и используемым, в основном, для изготовления из ленты сердечников трансформаторов и дросселей.
Аморфные и нанокристаллические металлические материалы на основе железа обладают высоким уровнем физических свойств, необходимых магнитомягким материалам. Низкая коэрцитивная сила, высокая намагниченность насыщения, высокое электрическое сопротивление делают эти сплавы востребованными для электротехнической промышленности в качестве энергоэффективных материалов в сердечниках трансформаторов и дросселей. За последнее время опубликован ряд патентов, защищающих составы и технологии получения магнитомягких материалов на основе железа с аморфной и нанокристаллической структурой, обладающих магнитной индукцией насыщения около 1,5 Тл и более.
Патентные документы, представленные ниже, являются наиболее близкими по составу к разрабатываемым материалам и содержат более 70 ат. % железа. Патент RU 2434970 C1 (опубл. 27.11.2011) защищает высокоиндукционный аморфный сплав с низкими электромагнитными потерями, полученный разливкой в ленту, содержащий, ат. %: бор 6,0-9,0, кремний 7,5-10,0, углерод 0,5-1,5, фосфор 1,0-2,5, азот 0,1-0,5, серу 0,1-0,5, водород 0,01-0,02, кислород 0,01-0,015, железо - остальное. Совместное введение кислорода, водорода, фосфора и бора снижает критическую скорость закалки и улучшает стеклообразующую способность сплава, увеличивает критическую толщину ленты до 50 мкм.
Недостатком данного материала является относительно низкое значение индукции насыщения по сравнению с предлагаемым материалом, а также наличие малого количества неметаллических добавок - серы, азота, кислорода и водорода, и сложностью контроля их содержания в составе сплава.
Патент CN 101800109 B (заявка опубл. 11.08.2010) раскрывает аморфный сплав на основе железа с высокими магнитомягкими свойствами состава: Fe(100-xyzw)BxSiyCzPw, где х в пределах от 4 до 20, y от 3,5 до 5, z от 1,8 до 2,3, w от 0 до 10, остальное Fe. В документе отмечается желательное соотношение суммы компонентов достигается сплавах Fe79,5B12Si3,5C2P3 или Fe79,5B13Si3,5C2P2 или Fe79,5B11Si3,5C2P4, обладающих магнитной индукцией 1,3-1,64 Т.
Патент RU 2483135 C1 (опубл. 27.05.2013) защищает сплав состава Fe(100-X-Y-Z)BXPYCuZ с аморфной фазой в качестве основной фазы, где содержание железа от 79 до 86 ат. %, бора от 4 до 13 ат. %, фосфора от 1 до 10 ат. % и меди от 0,5 до 1,5 ат. %, обладающий магнитной индукцией насыщения 1,6 Тл и коэрцитивной силой 20 А/м.
Недостатком изобретений CN 101800109 В и RU 2483135 C1 является относительно низкие значения индукции насыщения и высокая коэрцитивная сила по сравнению с предлагаемым материалом.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является патент RU 2509821 C2 (опубл. 20.03.2014) раскрывает нанокристаллический сплав на основе железа и способ его получения. Авторы добавляют в состав сплава углерод и лимитируют отношение содержания меди к фосфору, в результате чего FeaBbSicPxCyCuz, где в ат. %: а 79-86, b 5-13, с 0-8, х 1-8, y 0-5, z 0,4-1,4 и z/x 0,08-0,8, и FeaBbSicPxCyCuz, где в ат. %: а 81-86, b 6-10, с 2-8, х 2-5, y 0-4, z 0,4-1,4 и z/x 0,08-0,8. Заявленный способ термической обработки материала, при которой скорость нагрева составляет 100°C в минуту и более до температуры не ниже, чем температура кристаллизации, позволяет получить нанокристаллическую структуру сплава.
Недостатком данного изобретения является относительно низкие значения индукции насыщения и магнитной проницаемости, а также высокая коэрцитивная сила по сравнению с предлагаемым материалом.
Техническим результатом данного изобретения является получение высокого значения намагниченности насыщения 1,8 Тл при сохранении низкого значения коэрцитивной силы в диапазоне 2-15 А/м за счет заданного химического состава магнитомягкого материала на основе железа.
Указанные в предлагаемом изобретении содержания химических элементов в сплавах и режимы термической обработки обеспечивают оптимальные сочетания магнитных свойств.
Технический результат достигается следующим образом: магнитомягкий материал на основе железа, содержащий бор, фосфор, кремний, отличающийся совместным легированием молибденом и медью, при следующем соотношении компонентов, ат. %:
Fe - 84-85;
В - 7-9;
Р - 3-5;
Si - 1-2;
Mo - 1-2;
Cu - 0,5-1,
при этом магнитомягкий материал имеет нанокристаллическую структуру с размером зерна 10-20 нм, намагниченность насыщения 1,8 Тл и более, коэрцитивную силу в диапазоне 2-15 А/м.
Описание чертежей.
На фиг. 1 - Рентгенограмма образца металлической ленты из сплава Fe84B8P3,5Si1,5Mo2Cu1;
На фиг. 2 - Петля гистерезиса сплава Fe84B8P3,5Si1,5Mo2Cu1;
На фиг. 3 - Микроструктура образца сплава Fe84B8P3,5Si1,5Mo2Cu1 после термической обработки;
На фиг. 4 - Петля гистерезиса сплава Fe84B8P3,5Si1,5Mo2Cu1 после термической обработки;
На фиг. 5 - График изменения магнитной проницаемости сплава Fe84B8P3,5Si1,5Mo2Cu1 после термообработки;
На фиг. 6 - Рентгенограмма образца металлической ленты из сплава Fe85B8P3,5Si1,5Mo1Cu1;
На фиг. 7 - Рентгенограмма образца металлической ленты из сплава Fe85B8P3,5Si1,5Mo1Cu1 после термической обработки;
На фиг. 8 - Петля гистерезиса сплава Fe85B8P3,5Si1,5Mo1Cu1 после термической обработки;
На фиг. 9 - Рентгенограмма образца металлической ленты из сплава Fe84B8P3,75Si1,75Mo2Cu0,5;
На фиг. 10 - Рентгенограмма образца металлической ленты из сплава Fe84B8P3,75Si1,75Mo2Cu0,5 после термической обработки;
На фиг. 11 - Петля гистерезиса сплава Fe84B8P3,75Si1,75Mo2Cu0,5 после термической обработки.
Осуществление изобретения
Составы сплавов для осуществления изобретения описываются следующей формулой (в ат. %): FeaBbPcSidMoeCuf, где а от 84 до 85, b от 7 до 9, с от 3 до 5, d от 1 до 2, е от 1 до 2, f от 0,5 до 1. В данном материале, на основе проведенных исследований получено, что элемент - железо, Fe, является основным элементом, обеспечивающим ферромагнитным свойства материала, его содержание 84-85 ат. % обусловлено получением высокого значения индукции насыщения предлагаемого материала, элементы неметаллы - бор В, фосфор Р, кремний Si, в указанных количествах обеспечивают высокую аморфизуемость сплавов для получения материалов с исходной аморфной структурой - матрицей, в которой благодаря наличию легирующих элементов - меди Cu от 0,5 до 1 ат. %, и молибдена Мо от 1 до 2 ат. %, в процессе термической обработки будет формироваться нанокристаллы размером 10-20 нм.
Для решения поставленной задачи предлагается следующая технология: чистые (99,9% чистоты) металлы и металлические лигатуры Fe - 3 мас. % В и Fe - 8,8 мас. % Р сплавляются в вакуумной электродуговой печи на медном водоохлаждаемом поде. Элементы бор В и фосфор Р вводятся в виде лигатур для обеспечения их полного вхождения в состав сплава, путем минимизации их испарения по сравнению с использованием их виде чистых порошков или кускового материала. Плавление проводят в атмосфере аргона, последовательно переплавляют все шихтовые материалы, переворачивая полученные слитки и проводя повторный переплав (таким образом, после четырех переплавов получают однородные по химическому составу слитки). Выплавленные слитки идут на переплав с целью получения образцов в виде металлической ленты. Переплав полученных в электродуговой печи слитков осуществляют в машине для спиннингования с индукционным нагревателем. Навеску располагают в кварцевой ампуле с отверстием менее 1 мм на конце. После расплавления в кварцевую ампулу подается аргон и расплав впрыскивается на вращающий со скоростью 40 м/с медный диск. На основе проведенных исследований получено, что термическая обработка материала при нагреве в вакууме под давлением 10-3 Па, для предотвращения окисления материала, со скоростью 60-100°/мин в интервале (530-560)°C, выдержке в течение 5-10 минут и охлаждении со скоростью 60-100°/мин, обеспечивает формирование нанокристаллической структуры с зернами твердого раствора на основе железа. Исследование структуры полученных и термообработанных материалов проводят с использованием рентгеноструктурного анализа, а также методом просвечивающей электронной микроскопии. Оценку магнитных свойств сплавов, намагниченности насыщения Ms, проводят на вибрационном магнитометре в максимальном магнитном поле 800 кА/м, коэрцитивной силы Hc - на пермеаметре на тороидальных образцах в режиме постоянного тока и максимальном намагничивающем поле 800 А/м, магнитной проницаемости в поле соленоида напряженностью 5 А/м в диапазоне частот от 1 кГц до 10 МГц.
Пример 1
Сплав №1 был получен следующим образом:
Состав сплава (ат. %):
- Fe 84;
- В 8;
- Р 3,5;
- Si 1,5;
- Mo 2;
- Cu 1.
Для приготовления сплава использовались шихтовые материалы чистых металлов (99,99 масс % чистоты). Плавление шихтовых материалов проводили в атмосфере аргона в дуговой печи при напряжении 200 В. Последовательно переплавляли все шихтовые материалы, переворачивали полученные слитки и проводили повторный переплав, после четырех переплавов получили однородные по химическому составу слитки.
Образцы металлических лент получали в результате быстрого охлаждения на вращающемся медном диске. Переплав полученных в электродуговой печи слитков осуществлялся в машине для спиннингования с индукционным нагревателем. Навеску располагали в кварцевой ампуле с отверстием менее 1 мм на конце. После этого ампулу закрепляли в держателе. После достижения высокого вакуума осуществляется расплавление, после расплавления в кварцевую ампулу подается аргон и расплав впрыскивается на вращающий медный диск со скоростью 40 м/с. Термическую обработку образцов данного материала проводили в инертной атмосфере (в вакууме под давлением 10-3 Па), нагрев осуществляли со скоростью 60°/мин до 530°C, при выдержке в течение 5 минут и последующем охлаждении со скоростью 100°/мин.
Исследование исходной структуры полученных металлических лент проводили с использованием рентгеноструктурного анализа (фиг. 1). Оценку магнитных свойств сплавов: намагниченности насыщения Ms полученных лент проводили на вибрационном магнитометре в максимальном магнитном поле 800 кА/м (фиг. 2); коэрцитивной силы Hc полученных лент проводили на пермеаметре на тороидальных образцах в режиме постоянного тока и максимальном намагничивающем поле 800 А/м. Также методом просвечивающей электронной микроскопии провели анализ структуры образцов после термической обработки (фиг. 3), рассматриваемый сплав обладает нанокристаллической структурой с размером зерен 10 нм, благодаря чему достигаются низкие значения коэрцитивной силы 2,5 А/м, высокой намагниченности насыщения 1,76 Тл (фиг. 4) и магнитной проницаемости 11600 (фиг. 5).
Пример 2
Сплав №2 был получен следующим образом:
Состав сплава (ат. %):
- Fe 85;
- В 8;
- Р 3,5;
- Si 1,5;
- Mo 1;
- Cu 1.
Для приготовления сплава использовались шихтовые материалы чистых металлов (99,99 масс % чистоты). Плавление шихтовых материалов проводили в атмосфере аргона в дуговой печи при напряжении 200 В. Последовательно переплавляли все шихтовые материалы, переворачивали полученные слитки и проводили повторный переплав (таким образом, после четырех переплавов получили однородные по химическому составу слитки).
Образцы металлических лент получали в результате быстрого охлаждения на вращающемся медном диске. Переплав полученных в электродуговой печи слитков осуществлялся в машине для спиннингования с индукционным нагревателем. Навеску располагали в кварцевой ампуле с отверстием менее 1 мм на конце. После этого ампулу закрепляли в держателе. После достижения высокого вакуума осуществляется расплавление, после расплавления в кварцевую ампулу подается аргон и расплав впрыскивается на вращающий медный диск со скоростью 40 м/с.
Исследование исходной структуры полученных металлических лент проводили с использованием рентгеноструктурного анализа показало, что сплав обладает аморфной структурой (фиг. 6). Оценку магнитных свойств сплавов: намагниченности насыщения Ms полученных лент проводили на вибрационном магнитометре в максимальном магнитном поле 800 кА/м; коэрцитивной силы Hc полученных лент проводили на пермеаметре на тороидальных образцах в режиме постоянного тока и максимальном намагничивающем поле 800 А/м. Термическую обработку образцов данного материала проводили в инертной атмосфере, в вакууме под давлением 10-3 Па, нагрев осуществляли со скоростью 60°/мин до 530°C, при выдержке в течение 5 минут и последующем охлаждении со скоростью 100°/мин. Методом рентгеновской дифрактометрии провели анализ структуры образцов после термической обработки (фиг. 7), рассматриваемый сплав обладает нанокристаллической структурой с размером зерен 20 нм, сплав обладает коэрцитивной силы 13 А/м и намагниченностью насыщения 1,80 Тл (фиг. 8).
Пример 3
Сплав №3 был получен следующим образом:
Состав сплава (ат. %):
- Fe 84;
- В 8;
- P 3,75;
- Si 1,75;
- Mo 2;
- Cu 1.
Для приготовления сплава использовались шихтовые материалы чистых металлов (99,99 масс % чистоты). Плавление шихтовых материалов проводили в атмосфере аргона в дуговой печи при напряжении 200 В. Последовательно переплавляли все шихтовые материалы, переворачивали полученные слитки и проводили повторный переплав (таким образом, после четырех переплавов получили однородные по химическому составу слитки).
Образцы металлических лент получали в результате быстрого охлаждения на вращающемся медном диске. Переплав полученных в электродуговой печи слитков осуществлялся в машине для спиннингования с индукционным нагревателем. Навеску располагали в кварцевой ампуле с отверстием менее 1 мм на конце. После этого ампулу закрепляли в держателе. После достижения высокого вакуума осуществляется расплавление, после расплавления в кварцевую ампулу подается аргон и расплав впрыскивается на вращающий медный диск со скоростью 40 м/с.
Исследование исходной структуры полученных металлических лент проводили с использованием рентгеноструктурного анализа (фиг. 9). Оценку магнитных свойств сплавов: намагниченности насыщения Ms полученных лент проводили на вибрационном магнитометре в максимальном магнитном поле 800 кА/м; коэрцитивной силы Hc полученных лент проводили на пермеаметре на тороидальных образцах в режиме постоянного тока и максимальном намагничивающем поле 800 А/м. Термическую обработку образцов данного материала проводили в инертной атмосфере (в вакууме под давлением 10-3 Па), нагрев осуществляли со скоростью 60°/мин до 560°C, при выдержке в течение 5 минут и последующем охлаждении со скоростью 100°/мин. Методом рентгеновской дифрактометрии провели анализ структуры образцов после термической обработки (фиг. 10), рассматриваемый сплав обладает нанокристаллической структурой с размером зерен 13 нм, сплав обладает коэрцитивной силы 13 А/м и менее и намагниченностью насыщения 1,80 Тл (фиг. 11).
Claims (3)
- Магнитомягкий материал на основе железа, содержащий бор, фосфор, кремний, молибден и медь, при следующем соотношении компонентов, ат. %:
-
Fe 84-85 В 7-9 Р 3-5 Si 1-2 Mo 1-2 Cu 0,5-1, - при этом он имеет нанокристаллическую структуру с размером зерна 10-20 нм, намагниченность насыщения 1,8 Тл и более и коэрцитивную силу в диапазоне 2-15 А/м.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018145590A RU2703319C1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Магнитомягкий нанокристаллический материал на основе железа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018145590A RU2703319C1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Магнитомягкий нанокристаллический материал на основе железа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2703319C1 true RU2703319C1 (ru) | 2019-10-16 |
Family
ID=68280065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018145590A RU2703319C1 (ru) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | Магнитомягкий нанокристаллический материал на основе железа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2703319C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116364205A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-06-30 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种基于机器学习的铁基纳米晶合金的预测方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2070941C1 (ru) * | 1992-06-26 | 1996-12-27 | Информационный сервис-центр "НИКОС" | Аморфный магнитно-мягкий сплав |
| EP2117018A1 (en) * | 2007-01-23 | 2009-11-11 | National University Corporation Tohoku University | Composite magnetic body, its manufacturing method, circuit substrate using the same, and electronic device using the same |
| US8298352B2 (en) * | 2007-07-24 | 2012-10-30 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Method for the production of magnet cores, magnet core and inductive component with a magnet core |
| RU2509821C2 (ru) * | 2008-08-22 | 2014-03-20 | Акихиро МАКИНО | СОСТАВ СПЛАВА, НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ Fe И СПОСОБ ЕГО ФОРМОВАНИЯ И МАГНИТНЫЙ УЗЕЛ |
| EP3366790A1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-08-29 | TDK Corporation | Soft magnetic alloy and magnetic device |
-
2018
- 2018-12-21 RU RU2018145590A patent/RU2703319C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2070941C1 (ru) * | 1992-06-26 | 1996-12-27 | Информационный сервис-центр "НИКОС" | Аморфный магнитно-мягкий сплав |
| EP2117018A1 (en) * | 2007-01-23 | 2009-11-11 | National University Corporation Tohoku University | Composite magnetic body, its manufacturing method, circuit substrate using the same, and electronic device using the same |
| US8298352B2 (en) * | 2007-07-24 | 2012-10-30 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Method for the production of magnet cores, magnet core and inductive component with a magnet core |
| RU2509821C2 (ru) * | 2008-08-22 | 2014-03-20 | Акихиро МАКИНО | СОСТАВ СПЛАВА, НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ Fe И СПОСОБ ЕГО ФОРМОВАНИЯ И МАГНИТНЫЙ УЗЕЛ |
| EP3366790A1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-08-29 | TDK Corporation | Soft magnetic alloy and magnetic device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116364205A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-06-30 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种基于机器学习的铁基纳米晶合金的预测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102377214B1 (ko) | 나노결정 자기 합금 및 이의 열처리 방법 | |
| JP7387008B2 (ja) | サブナノスケールの秩序クラスターを含む鉄基アモルファス合金、その調製方法及びそれを用いたナノ結晶合金誘導体 | |
| CN110306130B (zh) | 一种高铁含量Fe-Si-B-P-Cu-Nb非晶纳米晶软磁合金及制备方法 | |
| WO2007032531A1 (ja) | ナノ結晶磁性合金とその製造方法、合金薄帯、及び磁性部品 | |
| CN106636982B (zh) | 一种铁基非晶合金及其制备方法 | |
| KR101053220B1 (ko) | 철계 아모퍼스 소재의 제조 방법 | |
| CN110387500B (zh) | 一种高磁感高频铁基纳米晶软磁合金及其制备方法 | |
| JP2016145373A (ja) | Ｆｅ基ナノ結晶合金の製造方法 | |
| CN108251765A (zh) | 一种高饱和磁化强度Fe-B-Si-P-C-Cu-M非晶纳米晶软磁合金 | |
| CN108018504A (zh) | 一种铁基非晶合金及其制备方法 | |
| CN107177805A (zh) | 一种生产工艺性良好的铁基亚纳米合金及其制备方法 | |
| US1277523A (en) | Magnetic iron product and method of making same. | |
| RU2703319C1 (ru) | Магнитомягкий нанокристаллический материал на основе железа | |
| CN100445410C (zh) | 一种纳米晶软磁合金材料及其制备方法 | |
| Roy et al. | Effect of annealing treatment on soft magnetic properties of Fe–6.5 wt% Si wide ribbons | |
| EP3643797A1 (en) | Fe-based soft magnetic alloy and method for manufacturing the same | |
| CN111748755A (zh) | 一种新型高饱和磁感铁基软磁非晶合金及制备方法 | |
| CN107419199B (zh) | 一种含锡的软磁性铁基纳米晶-非晶合金及其制备方法 | |
| Lee et al. | Compositional effect on the magnetic and microstructural properties of Fe-based nano-crystalline alloys | |
| JPS581183B2 (ja) | 磁束密度が高く角形比の大きい高透磁率非晶質合金 | |
| JP4217038B2 (ja) | 軟磁性合金 | |
| Gopalan et al. | High saturation magnetization and microstructure in melt-spun Fe–P ribbons | |
| CN110468353B (zh) | 一种高饱和磁感应强度铁基非晶合金及制备方法 | |
| CN108950434B (zh) | 一种激磁功率小的铁基非晶带材及其制备方法 | |
| CN115287544A (zh) | 一种具有优异焊接性能的软磁不锈钢盘条及其制造方法 |