一种铁基纳米晶带材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及磁性功能材料领域，具体涉及一种铁基纳米晶带材及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种铁基纳米晶带材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及磁性功能材料领域，具体涉及一种铁基纳米晶带材及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]无线充电器是由
220V/380V
电源在发射端变成交感电磁场，发射端交感电磁场在接收端也会产生交感电磁场，由交感电磁场变成接收端电流充电，交感电磁场遇到金属，会产生电子涡流，电子涡流会对金属产生趋肤效应，在金属上产生热能，降低充电效率，浪费电能
。
因此为提高充电效率，确保使用安全，目前主流方案是无线充电器发射端和接收端线圈背面添加导磁片也称作隔磁片一类的吸波材料，利用其优异的导磁性能，可加大线圈的磁通量，降低铜线圈的损耗，让磁感线紧紧围绕在以导磁片为中心的周围增加电磁感应强度，提高电磁转换效率
。
[0003]目前导磁片主要材料是铁氧体，其依靠高的高频磁导率，较低的损耗以及低的成本，占据无线充电主要市场，但现有铁基纳米晶带材的饱和磁感应强度
、
磁损耗
、
导磁性能较差
。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的铁基纳米晶带材的饱和磁感应强度
、
磁损耗
、
导磁性能较差的缺陷，从而提供一种铁基纳米晶带材及其制备方法和应用
。
[0005]本专利技术提供一种铁基纳米晶带材，所述铁基纳米晶带材材料的化学式为
Fe
a
Si
b
B
c
Nb
d
Cu
e
E
f
T
g
M
h
；
[0006]其中，
E
选自卤族元素中的至少一种；
T
选自
Ge、Al
中的至少一种；
M
选自稀土金属中的至少一种；
[0007]a、b、c、d、e、f、g、h
为对应元素的原子百分数，
a+b+c+d+e+f+g+h
＝
100at
％，
76at
％
≤a≤82at
％
、3at
％
≤b≤7at
％
、9at
％
≤c≤12at
％
、1at
％
≤d≤3at
％
、0.5at
％
≤e≤1.5at
％
、0.5at
％
≤f≤1.5at
％
、0.5at
％
≤g≤2.5at
％
、0.5at
％
≤h≤2.5at
％
。
[0008]优选的，所述
E
选自
F、Cl
或
Br
中的至少一种；和
/
或，
[0009]所述
M
选自
Tb、Gd
中的至少一种
。
[0010]优选的，所述带材厚度为
12
～
16
μ
m
，带材宽度为
150
～
250mm
，带材宽度方向厚度偏差小于
0.001mm。
[0011]本专利技术提供一种上述所述的铁基纳米晶带材的制备方法，包括如下步骤：按照化学计量比称取原料，然后将原料混合
、
熔炼，之后将熔炼得到的熔体形成非晶前驱体带材，再将形成的非晶前驱体带材进行热处理，即得到所述铁基纳米晶带材
。
[0012]可选的，所述原料选自：工业纯铁
、
纯硅
、
硼铁合金
、
铌铁合金
、
纯铜
、
氯化铽
、
纯锗
、
稀土金属铽；
[0013]可选的，所述原料选自：工业纯铁
、
纯硅
、
硼铁合金
、
铌铁合金
、
纯铜
、
氟化钆
、
纯铝
、
稀土金属钆；
[0014]可选的，所述原料选自：工业纯铁
、
纯硅
、
硼铁合金
、
铌铁合金
、
纯铜
、
溴化铽
、
纯锗
、
稀土金属铽
。
[0015]可选的，热处理的过程在热处理炉中进行
。
[0016]优选的，形成非晶前驱体带材过程为将熔炼得到的熔体通过单辊快淬法形成非晶前驱体带材；
[0017]其中，在单辊快淬法中，所述熔体的冷却速度为
105～
107℃/s
；
[0018]形成的非晶前驱体带材的厚度为
12
～
16
μ
m
，带材宽度为
150
～
250mm
；和
/
或，
[0019]将形成的非晶前驱体带材进行热处理前，还包括对非晶前驱体带材进行绕卷形成铁心的步骤；和
/
或，
[0020]所述热处理过程在氢气气氛下进行
。
[0021]可选的，所述绕卷形成的铁芯的外径
100mm、
内径
75mm。
[0022]可选的，所述绕卷过程通过半自动卷绕机完成
。
[0023]可选的，通过单辊快淬法形成非晶前驱体带材的过程为使用惰性气体加压使熔炼得到的熔体从石英喷嘴喷至高速旋转的铜辊上；
[0024]可选的，所述惰性气体包括氩气；
[0025]优选的，热处理的过程为先将非晶前驱体带材进行应力热处理后再进行晶化处理；
[0026]其中，所述应力热处理过程通过
n
步阶梯升温热处理过程实现，
n
为大于等于
2、
且小于等于
20
的整数，其中，第1步热处理的温度为
250
‑
300℃
，第
n
步热处理的温度为
450
‑
500℃
；每一步热处理的保温时间为5‑
15min
，升温速率为1‑
50℃/min
；和
/
或，
[0027]所述晶化处理包括升温过程
、
保温过程，其中保温过程在横向磁场作用下进行，横向磁场方向垂直于非晶前驱体带材的纵截面；横向磁场的强度为
40
～
60mT
；和
/
或，
[0028]所述升温过程的升温速率为1～
50℃/min
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铁基纳米晶带材，其特征在于，所述铁基纳米晶带材材料的化学式为
Fe
a
Si
b
B
c
Nb
d
Cu
e
E
f
T
g
M
h
；其中，
E
选自卤族元素中的至少一种；
T
选自
Ge、Al
中的至少一种；
M
选自稀土金属中的至少一种；
a、b、c、d、e、f、g、h
为对应元素的原子百分数，
a+b+c+d+e+f+g+h
＝
100at
％，
76at
％
≤a≤82at
％
、3at
％
≤b≤7at
％
、9at
％
≤c≤12at
％
、1at
％
≤d≤3at
％
、0.5at
％
≤e≤1.5at
％
、0.5at
％
≤f≤1.5at
％
、0.5at
％
≤g≤2.5at
％
、0.5at
％
≤h≤2.5at
％
。2.
根据权利要求1所述的铁基纳米晶带材，其特征在于，所述
E
选自
F、Cl
或
Br
中的至少一种；和
/
或，所述
M
选自
Tb、Gd
中的至少一种
。3.
根据权利要求1或2所述的铁基纳米晶带材，其特征在于，带材厚度为
12
～
16
μ
m
，带材宽度为
150
～
250mm
，带材宽度方向厚度偏差小于
0.001mm。4.
一种权利要求1‑3任一项所述的铁基纳米晶带材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照化学计量比称取原料，然后将原料混合
、
熔炼，之后将熔炼得到的熔体形成非晶前驱体带材，再将形成的非晶前驱体带材进行热处理，即得到所述铁基纳米晶带材
。5.
根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，形成非晶前驱体带材过程为将熔炼得到的熔体通过单辊快淬法形成非晶前驱体带材；其中，在单辊快淬法中，所述熔体的冷却速度为
105～
107℃/s
；形成的非晶前驱体带材的厚度为
12
～
16
μ
m
，带材宽度为
150
～
2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，杨富尧，韩钰，刘洋，高洁，陈新，王聪，刘成宇，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：