【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁性材料，涉及一种非晶纳米晶软磁合金，尤其涉及一种非晶纳米晶软磁合金及其制备方法与应用。
技术介绍
1、非晶合金是金属在熔融状态下以极快的冷却速率冷却得到的合金材料。由于冷却速率非常快，合金内的原子来不及规则排列形成晶体就已经变成固体，完全凝固后的合金就保留了液态时原子的结构。由于这种原子呈长程无序排列的结构特征，使其具有较小的结构关联尺寸、各向异性远低于同类晶体材料，因而具有很小的矫顽力，表现出更为优异的性能。
2、然而，这种状态是非平衡状态，当外界条件改变时，合金会趋向于形成稳定的晶体结构，非晶合金基体上析出晶粒，合金内部的原子在非晶基体上成核长大。适当的晶化处理可以控制合金内部析出晶体的大小和结构，这对合金的性能有一定程度的提升，尤其是当晶粒尺寸为纳米级别时，纳米晶粒的存在使得合金展示出更加优异的软磁性能。
3、非晶纳米晶软磁合金具有良好的综合软磁性能：高饱和磁通密度(1.1-1.7t)、高有效磁导率(105以上)、极高的电阻率和温度稳定性。使用非晶纳米晶软磁合金制作的器件具有高频性能好、体积小、损耗低等特点，目前广泛应用在共模电感、无线充电、变压器、新能源汽车、互感器等领域。
4、其中，互感器属于特种变压器，分电流互感器与电压互感器，起测量、保护作用，一般用于工频50hz频率下。互感器的磁芯磁导率μi越大，测量误差越小，所以对于磁芯材料要求在50hz下的磁导率μi≥180000。
5、非晶纳米晶材料厚度越大，50hz频率下的磁导率μi就越大，目前互感器用fin
6、此外，finemet系非晶纳米晶合金带材在厚度不大于24μm时无法满足互感器产品的性能要求，即50hz频率下磁导率μi≥180000，只有在厚度大于28μm时才可以满足上述性能要求。
7、由此可见，如何提供一种满足互感器性能要求且厚度小于韧脆转变厚度的纳米晶合金，提高生产效率和自动化程度，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种非晶纳米晶软磁合金及其制备方法与应用，所述非晶纳米晶软磁合金满足了互感器性能要求且厚度小于韧脆转变厚度，提高了生产效率和自动化程度，有利于大规模推广应用。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种非晶纳米晶软磁合金，所述非晶纳米晶软磁合金的化学式为：fe100-a-b-c-d-e-fcoasibbccudnbemof。
4、其中，a、b、c、d、e、f、100-a-b-c-d-e-f分别表示合金中对应元素的原子摩尔百分含量，且0＜a≤2、12≤b≤16、7≤c≤11、0.5≤d≤1.5、1≤e≤4、0≤f≤3，其余为fe及杂质，例如可以是a＝0.2、0.4、0.6、0.8、1、1.2、1.4、1.6、1.8或2，b＝12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5或16，c＝7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5或11，d＝0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5，e＝1、1.5、2、2.5、3、3.5或4，f＝0、0.5、1、1.5、2、2.5或3，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
5、本专利技术提供的非晶纳米晶软磁合金通过合理调整元素成分，提高了合金的非晶形成能力以及热处理后50hz频率下的磁导率，满足了互感器性能要求且厚度小于韧脆转变厚度，提高了生产效率和自动化程度，有利于大规模推广应用。
6、优选地，设定特征参数则x满足：1.25≤x≤1.6，例如可以是x＝1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55或1.6，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
7、本专利技术通过定义特征参数x，并将其限定在合理范围内，使得非晶纳米晶软磁合金的韧脆转变厚度达到26μm，且50hz频率下磁导率μi≥180000，克服了传统finemet系非晶纳米晶合金带材只能人工卷绕、无法剪切的问题，从而极大地提升了生产效率和自动化程度。
8、第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述非晶纳米晶软磁合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
9、(1)按照化学计量比称取原材料并进行熔化冶炼，得到钢水；
10、(2)采用单辊旋淬法将步骤(1)所得钢水浇铸成非晶宽带；
11、(3)将步骤(2)所得非晶宽带依次经过剪切和卷绕，得到非晶磁芯；
12、(4)将步骤(3)所得非晶磁芯进行热处理，得到非晶纳米晶软磁合金。
13、优选地，步骤(1)所述原材料包括工业纯铁、硅铁、硼铁、铌铁、铜和钴，进一步优选地，步骤(1)所述原材料还包括钼铁。
14、优选地，步骤(1)所述熔化冶炼在中频感应加热炉中进行。
15、优选地，步骤(1)所述熔化冶炼在惰性气体氛围中进行，且所述惰性气体包括氦气和/或氩气，进一步优选为氩气。
16、优选地，步骤(1)所述熔化冶炼的时间为150-200min，例如可以是150min、155min、160min、165min、170min、175min、180min、185min、190min、195min或200min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
17、优选地，步骤(1)所述钢水在完全熔化后经过静置处理，且所述静置处理的时间为20-40min，例如可以是20min、22min、24min、26min、28min、30min、32min、34min、36min、38min或40min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
18、优选地，步骤(2)所述单辊旋淬法在冷却结晶器中进行，且所述冷却结晶器的冷却辊材质为crzrcu合金。
19、优选地，步骤(2)所述浇铸的温度为1400-1500℃，例如可以是1400℃、1410℃、1420℃、1430℃、1440℃、1450℃、1460℃、1470℃、1480℃、1490℃或1500℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20、优选地，步骤(2)所述非晶宽带的宽度为90-140mm，例如可以是90mm、95mm、100mm、105mm、110mm、115mm、120mm、125mm、130mm、135mm或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，所述非晶纳米晶软磁合金的化学式为：Fe100-a-b-c-d-e-fCoaSibBcCudNbeMof；
2.根据权利要求1所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，设定特征参数则x满足：1.25≤x≤1.6。
3.一种如权利要求1或2所述非晶纳米晶软磁合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，步骤(1)所述原材料包括工业纯铁、硅铁、硼铁、铌铁、铜和钴，进一步优选地，步骤(1)所述原材料还包括钼铁；
5.根据权利要求3或4所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，步骤(2)所述单辊旋淬法在冷却结晶器中进行，且所述冷却结晶器的冷却辊材质为CrZrCu合金；
6.根据权利要求3-5任一项所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，步骤(3)所述剪切后得到非晶窄带，且所述非晶窄带的宽度为20-40mm；
7.根据权利要求3-6任一项所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，步骤(4)所述热处理分为三段进行，分别为第一段热处理
8.根据权利要求3-7任一项所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
9.一种如权利要求1或2所述非晶纳米晶软磁合金的应用，其特征在于，所述非晶纳米晶软磁合金用于制备共模电感、变压器或互感器。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述非晶纳米晶软磁合金的韧脆转变厚度≥26μm，且在50Hz频率下的磁导率μi≥180000。
...【技术特征摘要】
1.一种非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，所述非晶纳米晶软磁合金的化学式为：fe100-a-b-c-d-e-fcoasibbccudnbemof；
2.根据权利要求1所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，设定特征参数则x满足：1.25≤x≤1.6。
3.一种如权利要求1或2所述非晶纳米晶软磁合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，步骤(1)所述原材料包括工业纯铁、硅铁、硼铁、铌铁、铜和钴，进一步优选地，步骤(1)所述原材料还包括钼铁；
5.根据权利要求3或4所述的非晶纳米晶软磁合金，其特征在于，步骤(2)所述单辊旋淬法在冷却结晶器中进行，且所述冷却结晶器的冷却辊材质为crzrcu合金；...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫，王梓，章楚添，庞靖，崔效立，林福强，杨东，
申请(专利权)人：青岛云路先进材料技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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