【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，与软磁合金高频化发展以及功率器件小型化、轻量化应用密切相关，属于软磁合金。
技术介绍
1、金属软磁材料主要用于信息与能源的转换和传输，是支撑现代电子电力技术的关键基础材料之一。传统金属软磁材料受制于snoek极限，随着应用频率的不断提高，磁导率迅速衰减，功率损耗急剧增大。稀土软磁合金具有在一个平面内存在多个易磁化方向的特点，即存在面内各向异性场和面外各向异性场。由于磁矩分布于面内使得面内各向异性远小于面外各向异性大，从而获得比单轴各向异性材料大的snoek极限值，能够在高频条件下保持高磁导率。
2、在研究和应用中，稀土软磁合金主要经过物理破碎或氧化还原的方法制粉并与绝缘介质复合制备成复合材料。申请号为cn202310603085.1的专利技术专利，通过球磨破碎后制备的y2co17稀土软磁复合材料在百兆赫兹条件下具有高的磁导率，截止频率达到300-400mhz。申请号为cn202210874052.6的专利技术专利，将金属前驱物通过高能球磨热还原的方法制备了尺寸为4-6μm的均一球状r2co17(r为nd、ce、y、pr)颗粒，其复合材料的磁导率虚实部随频率(1-18ghz)衰减速率减慢，带宽达到4ghz。尽管易面稀土软磁合金具有突出的高频优势，但是熔炼和热还原法制备的稀土软磁合金中晶粒取向随机，导致易磁化平面分布较随机，难以充分发挥易磁化面的作用。
3、除了上述由磁晶各向异性能决定的本征易面结构之外，还可以通过制备具有高扁平度的
4、本专利技术通过快速凝固获得满足高扁平度和强形状各向异性的稀土软磁合金非晶薄带，在其晶化热处理过程中利用沿薄带平面施加的磁场诱导非晶基体中所析出纳米晶粒的易磁化面沿薄带平面排布，实现磁晶各向异性(易磁化面)和形状各向异性(带材平面)重合。磁晶各向异性和形状各向异性的叠加，可以进一步增大面内与面外各向异性的差异，提高磁导率、截止频率和饱和磁通密度及降低矫顽力。
技术实现思路
1、本专利技术克服现有稀土软磁粉末制备技术中在调控磁晶各向异性和形状各向异性方面的不足，通过快速凝固获得稀土软磁合金非晶带材，在晶化过程中利用磁场诱导稀土非晶软磁合金基体中析出具有易磁化面取向的纳米晶粒，实现磁晶各向异性和形状各向异性重合度的调控，提高磁导率、截止频率和饱和磁通密度及降低矫顽力。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，在晶化热处理过程中施加沿带材平面方向磁场，诱导稀土非晶软磁合金基体中析出具有易磁化面取向的纳米晶粒，调节易磁化面与带材平面的重合度，增大面内与面外各向异性差异，实现提高磁导率、截止频率和饱和磁通密度及降低矫顽力的目标。
4、所述稀土软磁合金非晶带材的制备方法包括如下步骤：
5、(1)母合金制备：合金原料去除氧化皮后，按照化学配比称量，放入真空熔炼炉，抽真空至低于10-2pa，充入惰性气体保护，熔炼获得合金锭，并在800-1000℃均匀化退火3-7天；
6、(2)非晶带材制备：将合金锭打磨去除氧化皮后放入真空甩带炉，抽真空至低于10-1pa，充入惰性气体，通过快速凝固制备非晶带材；
7、(3)磁场热处理取向：固定非晶带材于热处理台上，抽真空至低于10-2pa；
8、设置沿带材平面方向的磁场，并在热处理过程中设置两段保温过程，其中第一段保温过程为200～300℃保温5～10分钟，同时施加0.1-1t强度的磁场；第二段保温过程为400～600℃保温30～180分钟，同时施加0.5-10t强度的磁场；
9、(4)保持第二段保温过程的磁场强度，并使带材随炉冷却至室温。
10、在上述稀土软磁合金非晶带材制备和磁场热处理的方法中，作为一种优选实施方式，所述沿带材平面方向的磁场为轴向磁场、横向磁场、旋转磁场三种施加方式之一。其中轴向为带材长边方向，横向为带材短边方向，旋转磁场通过固定磁极旋转热处理台实现，其转速为60-300r/min。
11、在上述稀土软磁合金非晶带材制备和磁场热处理的方法中，作为一种优选实施方式，所述惰性气体为纯度不低于99.9vol％的氩气或氮气
12、在上述一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法中，作为一种优选实施方式，所述稀土软磁合金化学式为r2t14b，其中稀土元素r为y、la、pr、nd、sm、gd中的一种或多种，过渡元素t为fe和co元素中的一种或两种，且化学式满足y2-a-b-c-d-elaaprbndcsmdgdeco14b或y2-dsmd(co1-ffef)14b，其中0≤a≤2，0≤b≤2，0≤c≤2，0≤d≤2，0≤e≤2，0<f≤1。
13、利用上述磁场热处理方法制备稀土非晶纳米晶软磁合金具有高的易平面磁晶各向异性与形状各向异性重合度，进一步增大面内外各向异性差异，获得更大的磁导率和截止频率提高空间。由所述方法制备的稀土非晶纳米晶软磁合金具有高磁导率、截止频率、饱和磁通密度和低矫顽力的特性。
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1.一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，其特征在于，通过快速凝固制备稀土软磁合金非晶带材，在晶化热处理过程中施加沿带材平面方向磁场，诱导稀土非晶软磁合金基体中析出具有易磁化面取向的纳米晶粒，调节易磁化面与带材平面的重合度，增大面内与面外各向异性差异，实现提高磁导率、截止频率和饱和磁通密度及降低矫顽力的目标。
2.根据权利要求1所述的一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，其特征在于，所述稀土软磁合金非晶带材的制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，其特征在于，所述沿带材平面方向的磁场为轴向磁场、横向磁场、旋转磁场三种施加方式之一；其中轴向为带材长边方向，横向为带材短边方向，旋转磁场通过固定磁极旋转热处理台实现，其转速为60-300r/min。
4.根据权利要求2所述的一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，其特征在于，所述惰性气体为纯度不低于99.9vol％的氩气或氮气。
5.根据权利要
...【技术特征摘要】
1.一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，其特征在于，通过快速凝固制备稀土软磁合金非晶带材，在晶化热处理过程中施加沿带材平面方向磁场，诱导稀土非晶软磁合金基体中析出具有易磁化面取向的纳米晶粒，调节易磁化面与带材平面的重合度，增大面内与面外各向异性差异，实现提高磁导率、截止频率和饱和磁通密度及降低矫顽力的目标。
2.根据权利要求1所述的一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，其特征在于，所述稀土软磁合金非晶带材的制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种磁场热处理方法调控2:14:1型稀土软磁合金各向异性的方法，其特征在于，所述沿带材平面方向的磁场为轴向磁场、横向磁场、旋转磁场三种施加方式之一；其中轴向为带材长边方向，横向...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴琛，王凌峰，严密，王新华，金佳莹，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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