一种平面各向异性软磁材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及软磁材料领域，针对合金软磁材料受饱和磁化强度限制磁导率难以提升的问题，提供一种平面各向异性软磁材料，组成成分为Sm1‑

【技术实现步骤摘要】
一种平面各向异性软磁材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及软磁材料领域，尤其是涉及一种平面各向异性软磁材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]根据1947年提出的Snoek极限公式可知材料的磁导率(磁损耗性能)与自然共振频率正比于材料饱和磁化强度。对于合金软磁体材料，饱和磁化强度不能无限制提高，限制了材料磁损耗性能及自然共振频率fr的提升空间(一般<3GHz)。上述“瓶颈”问题导致相关材料在高频段的电磁损耗性能急剧下降，严重制约了工程应用发展。但是，对于具有平面各向异性的材料，由于面内各向异性场一般小于面外各向异性场，材料的磁导率及自然共振频率能够得到进一步提升。因此，需要研究具有平面各向异性的软磁材料。此外由于稀土
‑
过渡族金属元素间4f
‑
3d轨道电子耦合有助于增强磁性材料铁磁交换作用，因此研究稀土软磁材料并调控其微结构是提升软磁材料磁性能的可靠手段。
[0003]一般来讲普通的稀土软磁材料是轴各向异性的，兰州大学的王涛等人发现将片状Nd2Co
17
材料进行球磨破碎后，材料沿c轴晶面断裂，磁导率的分量满足μ
i
'～1+p/((1
‑
p)N
d
)(p为磁性材料所占体积分数，N
d
为退磁因子)，此时材料的面外各向异性场为退磁场与c轴各向异性场之和，由此进一步提升材料的磁损耗性能以及自然共振频率(Y.Zhang,P.Wang,T.Ma,Y.Wang,L.Qiao,T.Wang,High
‑
frequency electromagnetic properties of soft magnetic Nd2Co
17
micron flakes fractured along c crystal plane with natural resonance frequency exceeding 10GHz,Appl.Phys.Lett.108(2016)092406.)。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服合金软磁材料受饱和磁化强度限制磁导率难以提升的问题，提供一种平面各向异性软磁材料，磁导率和自然共振频率得到提升，有较强的吸波性能，可应用于电磁波吸收领域。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种平面各向异性软磁材料，组成成分为Sm1‑
x
RE
x
(Fe
0.8
X
0.2
)
12
‑
y
M
y
，其中Sm为钐元素，RE为锆元素，Fe为铁元素，X选自钴元素、锰元素、镍元素、铝元素、铜元素，M选自钛元素、钒元素、钨元素，0<x<1，0<y<12。现有的合金软磁材料由于饱和磁化强度存在瓶颈，限制了材料磁损耗性能及自然共振频率f
r
的提升空间，具有平面各向异性的软磁材料材料的磁导率及自然共振频率能够得到进一步提升。
[0006]本专利技术还提供一种上述平面各向异性软磁材料的制备方法，包括以下步骤：按上述比例称取原料，混合，制成合金带材，将带材先研磨后球磨，制得具有平面各向异性的薄片形态的软磁材料。本专利技术通过球磨非晶化将材料制备成具有平面各向异性的易面软磁材料，制备方法简易，制得的稀土软磁材料磁性能得到有效提高。
[0007]作为优选，所述原料混合后先熔炼成成分均匀的金属锭，金属锭破碎成小块，再制
备成合金带材。作为进一步优选，合金带材的制备使用甩带机，其中铜辊速度为30
‑
55m/s，甩带真空为(4
‑
6)*10
‑3Pa。通过甩带对材料预非晶化，利于后续球磨达成的完全非晶化。
[0008]作为优选，带材先研磨至125μm以下后球磨。
[0009]作为优选，球磨的条件为：球料比1:(65
‑
75)，球磨时间24
‑
96h，加入球与料总质量1％
‑
10％的油酸作为分散剂。作为进一步优选，球磨时间为48
‑
72h。作为进一步优选，球磨所用溶剂为正己烷。
[0010]因此，本专利技术的有益效果为：(1)通过球磨非晶化将材料制备成具有平面各向异性的易面软磁材料；(2)通过甩带对材料预非晶化，利于后续球磨达成完全非晶化；(3)制备了具有平面各向异性的软磁材料，提升了磁导率和自然共振频率，同时软磁材料广泛应用于电磁波吸收领域，根据此方法制得的材料具有较强的吸波性能。
附图说明
[0011]图1是球磨后的粉体形貌图；图2是球磨后的粉体吸波性能图。
具体实施方式
[0012]下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0013]本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0014]实施例1一种平面各向异性软磁材料，组成为：Sm
0.8
Zr
0.2
(Fe
0.8
Co
0.2
)
11.5
Ti
0.5
，其中Sm为钐元素，Fe为铁元素。其制备方法为：1)按上述比例称取原料，混合，使用熔炼炉将原料熔炼成成分均匀的金属锭；2)将金属锭破碎成小块，使用甩带机将金属锭制备成合金带材，铜辊速度为50m/s，甩带真空为5*10
‑3Pa；3)将获得的带材研磨至125μm以下，使用球磨进一步破碎成粉体，球磨球料比为1:70，球磨时间24h，球磨时加入球与料总质量5％的油酸作为分散剂，球磨溶剂为正己烷，制得具有平面各向异性的薄片形态的软磁材料。
[0015]实施例2与实施例1的区别在于，球磨时间为48h。
[0016]实施例3与实施例1的区别在于，球磨时间为72h。
[0017]实施例4与实施例1的区别在于，球磨时间为96h。
[0018]实施例5一种平面各向异性软磁材料，组成为：Sm
0.6
Zr
0.4
(Fe
0.8
Mn
0.2
)
10
V2，其中Sm为钐元素，Fe为铁元素。其制备方法为：1)按上述比例称取原料，混合，使用熔炼炉将原料熔炼成成分均匀的金属锭；2)将金属锭破碎成小块，使用甩带机将金属锭制备成合金带材，铜辊速度为30m/
s，甩带真空为6*10
‑3Pa；3)将获得的带材研磨至125μm以下，使用球磨进一步破碎成粉体，球磨球料比为1:65，球磨时间48h，球磨时加入球与料总质量1％的油酸作为分散剂，球磨溶剂为正己烷，制得具有平面各向异性的薄片形态的软磁材料。
[0019]实施例6一种平面各向异性软磁材料，组成为：Sm<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面各向异性软磁材料，其特征在于，组成成分为Sm1‑
x
RE
x
(Fe
0.8
X
0.2
)
12
‑
y
M
y
，其中Sm为钐元素，RE为锆元素，Fe为铁元素，X选自钴元素、锰元素、镍元素、铝元素、铜元素，M选自钛元素、钒元素、钨元素，0&lt;x&lt;1，0&lt;y&lt;12。2.一种权利要求1所述的平面各向异性软磁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按上述比例称取原料，混合，制成合金带材，将带材先研磨后球磨，制得具有平面各向异性的薄片形态的软磁材料。3.根据权利要求2所述的一种平面各向异性软磁材料的制备方法，其特征在于，所述原料混合后先熔炼成成分均匀的金...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪峰，贾镐阳，赵利忠，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：