铜镍铁钴磁性合金薄带及其制备方法技术

本发明专利技术铜镍铁钴磁性合金薄带及其制备方法，涉及钴作次主要成分的铜基合金，该铜镍铁钴磁性合金薄带元素组成的通式为CuxNiyFezCow；其制备方法是通过改变铜镍铁钴磁性合金的组成成分配比，采用熔体快淬的制备方法，制备出磁性能更加优良，成分更加均匀的铜镍铁钴磁性合金薄带，克服了现有元素组成成分的铜镍铁系合金磁性能仍然有待进一步提升，其铸锭具有严重的偏析问题，不适宜进行热加工的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
铜镍铁钴磁性合金薄带及其制备方法
本专利技术的技术方案涉及钴作次主要成分的铜基合金，具体地说是铜镍铁钴磁性合金薄带及其制备方法。
技术介绍
铜镍铁系永磁合金不仅是永磁材料发展的重要里程碑，也将在许多电磁设备，如传感器、扬声器、监听设备和耳机中得到广泛应用，相比于其他永磁材料，铜镍铁系永磁合金具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁的优点，又因其力学性能优良，不含昂贵的稀土元素而备受青睐。1935年，纽曼首次提出铜镍铁系永磁合金，并研究了其磁性能。50年代初Geisler(GeislerAH.Coerciveforceofprecipitationalloys.ReviewsofModernPhysics,1953,25(1):316-322)发现铜镍铁和铜镍钴合金结构类似，在高矫顽力下沉淀的晶体结构从体心立方转化成四方结构。Butle和Thomas(BulterEP,ThomasG.StructureandpropertiesofspinodallydecomposedCu-Ni-Fealloys.ActaMetallurgica,1970,18(3):347-365)通过透射电子显微镜分析了铜镍铁合金快速淬火后发生调幅分解以及性能结构的相应变化。根据居里温度和波长的测量结果显示，时效硬化反应主要取决于两相晶格参数的差异。1971-1974年间Livak和Thomas(LivakRJ,ThomasG.SpinodallydecomposedCu-Ni-Fealloysofasymmetricalcompositions.ActaMetallurgica,1971,19(6):497-505；LivakRJ,ThomasG.LossofcoherencyinspinodallydecomposedCu-Ni-Fealloys.ActaMetallurgica,1974,22(5):589-599)分别研究了铜镍铁的调幅分解及其相干性损失，证明屈服应力与两沉淀成分差成正比。铜镍铁合金的粗化行为以及不连续的反应发生在大角度晶界处，这些边界段迁移的速度取决于温度、时间和消耗的相干矩阵调幅，在细胞形态内会留下较大的不规则形状的半共格颗粒。Chen等人(ChenLH,JinS,TiefelTH,etal.Giantmagnetoresistanceinmelt-spunCu80Ni10Fe10ribbons.JournalofAppliedPhysics,1996,79:5599-5601)对Cu80Ni10Fe10进行快淬处理产生了巨磁阻现象，主要是因为在两相界面处发生了自旋相干散射，适当的热处理后发生了调幅分解，形成富Cu相和富Fe-Ni相。李洪晓等人(李洪晓,郝新江,赵刚,等.塑性变形对Cu-Ni-Fe合金失稳分解组织形态的影响.东北大学学报(自然科学版),1999,20:298-300)通过塑性变形使Cu45Ni30Fe25合金中出现大量的孪晶并引入高密度位错，组织变形前后由编织状转化为等轴状，同时塑性变形能够促进失稳分解组织的不连续粗化。刘亚东(刘亚东,张辉,滕蛟.可变形永磁合金Cu80Ni13Fe7的研究.北京科技大学学报,2006,28(12):1131-1134)发现，传统的铜镍铁合金Cu60Ni20Fe20基本的磁学性能Hc＝36kA·m-1～40kA·m-1,Br＝0.50T～0.55T，矫顽力和剩磁很低且使用过程中磁性能会随着时间降低，造成工作效率下降。因此，改变成分配比后发现了加工性能优于传统Cu60Ni20Fe20合金的Cu80Ni13Fe7合金。21世纪后铜镍铁合金飞速发展，技术基本成熟。Baricco(BariccoM,etal.RapidsolidificationofCu-Fe-Nialloys.MaterialsScienceandEngineering,2004,21:1019-1023)通过对Cu80-xNixFe20(x＝0,5,20)合金淬火薄带X射线衍射分析得出结论：在400℃到600℃温度范围之间的热处理可以产生析出相并发生调幅分解，x＝0合金在400℃～600℃范围内热处理时无反应；x＝5时发生相的析出和调幅分解反应；x＝20时发生小量的调幅分解，这一结论对铜镍铁调幅分解的发生条件做了部分阐述。Mondal等人(MondalBN,BasumallickA,ChattopadhyayPP.EffectofisothermaltreatmentsonthemagneticbehaviorofnanocrystallineCu-Ni-Fealloypreparedbymechanicalalloying.JournalofMagnetismandMagneticMaterials,2007,309:290-294；MondalBN,BasumallickA,ChattopadhyayPP.MagneticbehaviorofnanocrystallineCu-Ni-Coalloyspreparedbymechanicalalloyingandisothermalannealing.JournalofAlloysandCompounds,2008,457(12):10-14)对铜镍、铜镍铁以及铜镍钴的性能做了大量的研究，并取得了一定的成果。对机械合金化制备出的纳米晶Cu-Ni-Fe合金在460℃～650℃进行等温处理，发现不同成分的Cu-Ni-Fe合金具有不同的最佳热处理温度，其中Cu50Ni25Fe25在450℃磁性能达到最佳；Cu-Ni-Fe合金中加入Co元素后，由于硬磁性Co分散在非磁性Cu-Ni当中的量不同，会改变合金的磁性能，当加入10wt％的Co时磁性能得到显著提高，而加入5wt％的Co时磁性能基本不变。现有元素组成成分的铜镍铁系合金磁性能仍然有待进一步提升，其铸锭具有严重的偏析问题，不适宜进行热加工，此外尚未见到有关铜镍铁系磁性合金薄带的文献报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供铜镍铁钴磁性合金薄带及其制备方法，其元素组成的通式为CuxNiyFezCow，通过改变铜镍铁钴磁性合金的组成成分配比，采用熔体快淬的制备方法，制备出磁性能更加优良，成分更加均匀的铜镍铁钴磁性合金薄带，克服了现有元素组成成分的铜镍铁系合金磁性能仍然有待进一步提升，其铸锭具有严重的偏析问题，不适宜进行热加工的缺陷。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是：铜镍铁钴磁性合金薄带，其元素组成的通式为CuxNiyFezCow，该式中符号x、y、z和w表示限定元素组成范围的原子百分数，限定元素组成的符号以原子百分比计满足：x+y+z+w＝100，x＝35～60，y＝2～25，z＝10～20，w＝12.5～30，该薄带磁体产品的厚度为30μm～70μm，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为1057.4Oe，剩磁为10.3emu/g，饱和磁化强度为59.5emu/g。上述铜镍铁钴磁性合金薄带的制备方法，通过改变铜镍铁钴磁性合金的组成成分配比，采用熔体快淬的制备方法，具体步骤如下：第一步，配制原料：按照元素原子百分含量计算出元素组成通式CuxNiyFezCow中的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
铜镍铁钴磁性合金薄带，其特征在于：其元素组成的通式为CuxNiyFezCow，该式中符号x、y、z和w表示限定元素组成范围的原子百分数，限定元素组成的符号以原子百分比计满足：x+y+z+w＝100，x＝35～60，y＝2～25，z＝10～20，w＝12.5～30，该薄带磁体产品的厚度为30μm～70μm，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为1057.4Oe，剩磁为10.3emu/g，饱和磁化强度为59.5emu/g。

【技术特征摘要】
1.铜镍铁钴磁性合金薄带，其特征在于：其元素组成的通式为CuxNiyFezCow，该式中符号x、y、z和w表示限定元素组成范围的原子百分数，限定元素组成的符号以原子百分比计满足：x+y+z+w＝100，x＝35～60，y＝2～25，z＝10～20，w＝12.5～30，该薄带磁体产品的厚度为30μm～70μm，在外磁场为20kOe的振动样品磁强计上测量磁性能，其矫顽力为1057.4Oe，剩磁为10.3emu/g，饱和磁化强度为59.5emu/g。2.权利要求1所述铜镍铁钴磁性合金薄带的制备方法，其特征在于：通过改变铜镍铁钴磁性合金的组成成分配比，采用熔体快淬的制备方法，具体步骤如下：第一步，配制原料：按照元素原子百分含量计算出元素组成通式CuxNiyFezCow中的组成元素的质量百分比，按该质量百分比称取所需量的组分原料：纯Cu、纯Ni、纯Fe、纯Co，由此完成原料配制，在上述组成通式中，限定元素组成范围的符号以原子百分比计满足：x+y+z+w＝100，x＝35～60，y＝2～25，z＝10～20，w＝12.5～30；第二步，熔化原料，制备铜镍铁钴母合金铸锭：将第一步配制好的原料全部放入真空熔炼炉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙继兵，张策，步绍静，殷福星，崔春翔，张磊，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12