一种软磁合金材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种软磁合金材料及其制备方法与应用，所述软磁合金材料的组成化学式为RE2Fe

【技术实现步骤摘要】
一种软磁合金材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于合金材料
，涉及一种软磁合金材料，尤其涉及一种软磁合金材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]软磁材料是一种具有低矫顽力(Hc＜1000A/m)和高初始磁导率(μ
i
＞104)的磁性材料，其在外加磁场过程中易于快速磁化和退磁，广泛应用于电力工业、电子信息、航空航天等领域，用作存储、传输和转换电磁能量与信息的元件或器件。近年来，随着磁性元件的日益高频化和小型化，以及节能环保的号召，开发和研究高性能软磁材料具有重要意义。
[0003]CN102723158A公开了一种含稀土的高磁导率Ni
‑
Fe软磁合金及其制备方法和用途，该种软磁合金的化学成分为镍、锰、硅、钼、铜和镧系稀土元素，其制备方法采用依次进行熔炼、热轧、冷轧和退火。该专利技术通过添加合适的稀土元素并调整合金成分，提升了软磁材料的合金化效果，改善了合金的显微组织，进而提升了材料的综合磁性能和力学性能。
[0004]CN114561585A公开了一种稀土掺杂软磁铁基合金粉末及其制备方法，该软磁铁基合金粉末由铁粉和稀土金属组成，铁粉与稀土金属粉末的摩尔比为17:2，其采用压片、烧结和球磨的方法制备而成，所得软磁铁基合金粉末具有较高的饱和磁化强度，最高可达190emu/g。
[0005]现有技术中，稀土掺杂的铁基软磁合金材料饱和磁化强度较高，具有较优异的磁性能，并有望突破Snoek极限，但在实际使用过程中，其在高温环境下易发生氧化或分解，这极大限制了材料的应用空间。
[0006]CN113823501B公开了一种软磁合金粉末及其制备方法与应用，这种软磁合金粉末的制备方法为将级配合金粉末、胶水、溶剂和无机材料混合后进行烘干、过筛和退火。该方法是通过在合金粉末表面包覆无机材料和胶水，使合金粉末表面形成连续无机薄层而提升其高温稳定性。在合金中掺杂了其他无机材料和胶水，仅适用于粉末制备，而且可能对软磁合金成分产生影响。
[0007]因此，针对现有技术不足，需要提供一种软磁合金材料及其制备方法与应用。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种软磁合金材料及其制备方法与应用，提高了软磁合金材料的稳定性和抗氧化性能，克服了其在较高温度环境下的使用限制。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种软磁合金材料，所述软磁合金材料的组成化学式为RE2Fe
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‑
x
Me
x
，1≤x≤16；
[0011]其中，所述RE包括Y、Ce、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho或Er中的任意一种或至少两种的组合；
[0012]所述Me包括Mn、Cr、Ni、Ti或Ga中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]本专利技术提供的软磁合金材料在稀土掺杂铁基软磁材料的基础上，掺杂过渡族金属
元素，促进软磁合金形成保护性致密氧化膜，提高合金材料的相稳定性和抗氧化性能，并且其原子半径与Fe较为接近，掺杂后的合金材料易于熔炼制备，成相均匀。
[0014]其中，1≤x≤16，例如可以是1、3、5、8、10、12、15或16，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0015]所述RE包括Y、Ce、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho或Er中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括Y与Ce的组合，Nd与Gd的组合，Tb与Dy的组合，Ho与Er的组合，Y、Ce、Nd与Gd的组合，Tb、Dy、Ho与Er的组合，或，Y、Ce、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho与Er的组合。
[0016]所述Me包括Mn、Cr、Ni、Ti或Ga中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括Mn与Cr的组合，Ti与Ga的组合，Cr与Ni的组合，Mn、Cr与Ni的组合，Ni、Ti与Ga的组合，或，Mn、Cr、Ni、Ti与Ga的组合。
[0017]优选地，所述x为2
‑
4，例如可以是2、2.5、3、3.5或4，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的软磁合金材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0019](1)按照软磁合金材料的组成化学式的原子比将原料混合，得到原料混合物；
[0020](2)将步骤(1)所得原料混合物进行电弧熔炼，得到软磁合金材料。
[0021]优选地，步骤(2)所述电弧熔炼的电流为30
‑
80A，例如可以是30A、40A、50A、60A、70A或80A，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，步骤(2)所述电弧熔炼的电流变化速率为20
‑
25A/min，例如可以是20A/min、21A/min、22A/min、23A/min、24A/min或25A/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]优选地，步骤(2)所述电弧熔炼的时间为2
‑
3min，例如可以是2min、2.2min、2.5min、2.8min或3min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，步骤(2)所述电弧熔炼的次数为4
‑
5次，例如可以是4次或5次。
[0025]优选地，步骤(2)所述电弧熔炼在惰性气体气氛下进行。
[0026]优选地，所述惰性气体包括氩气。
[0027]第三方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的软磁合金材料的应用，所述软磁合金材料应用于高频通讯器件和/或高频天线。
[0028]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术提供的软磁合金材料在铁基软磁合金的基础上进行元素掺杂，成相均匀，氧化后的氧化层厚度显著降低，热处理后的合金相不发生明显改变，软磁合金材料的相稳定性和抗氧化性能显著提高，可适于较高温度环境下应用。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例1提供的软磁合金材料氧化后的扫描电子显微图。
[0031]图2是本专利技术实施例2提供的软磁合金材料氧化后的扫描电子显微图。
[0032]图3是本专利技术实施例3提供的软磁合金材料氧化后的扫描电子显微图。
[0033]图4是本专利技术实施例1
‑
3及对比例1提供的软磁合金材料的X射线衍射图。
[0034]图5是本专利技术实施例1
‑
3及对比例1提供的软磁合金材料热处理后的X射线衍射图。
[0035]图6是本专利技术实施例4提供的软磁合金材料氧化后的扫描电子显微图。
[0036]图7是本专利技术实施例5提供的软磁合金材料氧化后的扫描电子显微图。
[0037]图8是本专利技术实施例4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软磁合金材料，其特征在于，所述软磁合金材料的组成化学式为RE2Fe
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‑
x
Me
x
，1≤x≤16；其中，所述RE包括Y、Ce、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho或Er中的任意一种或至少两种的组合；所述Me包括Mn、Cr、Ni、Ti或Ga中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的软磁合金材料，其特征在于，所述x为2
‑
4。3.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的软磁合金材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)按照软磁合金材料的组成化学式的原子比将原料混合，得到原料混合物；(2)将步骤(1)所得原料混合物进行电弧熔炼，得到软磁合金材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述电弧熔炼的电流为30
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【专利技术属性】
技术研发人员：谭果果，王涵，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：