【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及作为变压器铁芯的材料，更特别地说，是指一种预存淬态核的fepcb纳米晶合金的铁芯，以及采用微合金化制备预存淬态核的fepcb纳米晶合金的方法。
技术介绍
1、变压器是指利用电磁感应的原理，将高电压变为低电压，或将低电压变为高电压的电学器具。相比于传统硅钢铁芯变压器，新型节能非晶合金铁芯变压器空载损耗低，在节能性方面受到大众广泛认可。铁芯的磁导体构成了变压器的磁路，它能将一次电路的电能转变为磁能，又能将自己的磁能转变为二次电路的电能，因此它是能量转换的媒介；另外铁芯外面套有绕组，支持着引线，铁芯上几乎安装了变压器内部的所有部件。
2、非晶态合金内部的原子结构呈现出短程有序、长程无序的特点，并且由于没有晶界、相界和位错等缺陷，在物理和化学性质上表现出了各向同性的特点。以上的这些特点使得非晶合金具有了许多优异的性能，如力学性能、耐腐蚀性能、磁学性能，具体表现为低的矫顽力、高的饱和磁感应强度、高磁导率、低的铁磁损耗，因此非晶合金能够应用于配电变压器、光伏逆变器、风力发电变换器、车载充电器，具有广阔的应用市场和发展前景。
3、因fe基非晶合金和fe基纳米晶合金具有高磁导率(bs)和低矫顽力(hc)的特点，而且其生产成本较低，是一种在生产和应用过程中“双绿色”的材料，进一步推进其应用符合当前发展绿色经济和提高能源利用效率的要求。研究人员通常通过成分调控或工艺设计来得到淬态纳米晶化的fe基纳米晶合金。基于该策略研究人员设计出了预存淬态核的纳米晶合金，该合金具有良好的延展性和磁性。但是该合金对制备过程质量的
4、微合金化技术是20世纪70年代在国际冶金界出现的新型冶金学科。传统的微合金化技术主要用于加工微合金化钢。微合金化是指这些元素在钢中的含量较低，通常低于0.1％(质量分数)。通常称之为微合金化元素的多数指的是铌(nb)、钒(v)、钛(ti)、硼(b)、铝(al)、及稀土(re)。与钢中不需要的残余元素不同，微合金化元素是为改善钢材的性能有目的地加到钢中的。合金化元素与微合金化元素不仅在含量上有区别，而且其冶金效应也各有特点：合金化元素主要影响钢的基体，而微合金化元素除了溶质原子的拖拽作用外，几乎总是通过第二相的析出而影响钢的微组织结构。
技术实现思路
1、为了降低目前硅钢片变压器铁心的铁损，本专利技术提出了一种服役于变压器铁心的预存淬态核的fepcb纳米晶合金材料。fe86-xp11c2b1cux，x＝0.2-1.0，利用微合金化与热处理的手段，使异质元素的成核作用和原位沉淀p团簇对晶粒粗化的抑制作用，对高fe富p合金体系进行cu的微合金化得到了具有良好综合软磁性能和优异热处理稳定性的预存淬态核的纳米晶合金，并提出了cu-p团簇协同机制。在熔体旋淬过程中cu和p的混合焓为负，p和fe的混合焓也为负，等温退火中cu-p团簇分解，部分cu沉淀并留下局部富集的p团簇，部分原位沉淀的纳米cu相与从非晶feapbccbdcue基体中沉淀和富集的cu相的成核活化竞争，成核位点的显著增加抑制了单个α-fe晶粒的过度生长。
2、在退火过程中，p可以分散不混溶的元素，这意味着cu-p团簇的分解沉淀了纳米fcc-cu相。这反过来又促进了α-fe的非均相形核，并进一步改善了α-fe晶粒的均匀性。此外，残余的富磷团簇显著阻碍了α-fe晶粒的粗化，导致形成稳定、均匀和精细的晶体形态。因此，cu-p团簇的形成和原位分解机理对于指导宽退火温度窗口和超高热稳定性的铁基纳米晶合金的成分设计具有重要价值。
3、在本专利技术中，fepcbcu纳米晶合金的化学式为feapbccbdcue，所述fe为α-fe，其中a、b、c、d、e分别代表合金中不同原子的百分比含量，a+b+c+d+e＝100，其中a为85-85.8，b为11，c为2，d为1，e为0.2-1.0。
4、进一步的，所述feapbccbdcue纳米晶合金的矫顽力hc为1.2a/m～9.0a/m，饱和磁化强度bs为1.50t～1.90t。
5、本专利技术的目的之二是提出了一种采用微合金化制备预存淬态核的fepcb纳米晶合金的方法。制备步骤有：s1母合金熔炼；s2带材制备；s3带材封装；和s4带材热处理。
6、在微合金化技术工艺下，将不混溶的cu引入fe-p纳米晶合金中，利用p对cu的载流子效应，即通过cu-p团簇的分解，产生大量的异质形核位点，形成抑制fe粗化的残余富p相，实现α-fe晶粒的均匀化和细化，大大提高了热稳定性和软磁性能。
7、进一步的，所述步骤s1母合金熔炼按照feapbccbdcue配料，其中a、b、c、d、e分别表示各对应组分的原子百分比含量(摩尔比)，a+b+c+d+e＝100，a为85-85.8，b为11，c为2，d为1，e为0.2-1.0。在惰性气体氩气气氛中，采用高真空电弧熔炼炉熔炼原料，反复熔炼得到均匀的合金锭。
8、进一步的，所述步骤s2带材制备包括以下步骤：将步骤s1熔炼得到的母合金破碎成小块，取4-5g合金锭置于底部开口有喷嘴的石英管中，并将石英管悬置并固定在感应圈中，调整喷嘴与铜轮之间的距离，打开电源选用合适的感应电流加热母合金，通过观察窗口看到熔体表面氧化皮完全破裂，从石英管顶部充入氩气，在一定的喷射压作用下，合金熔体喷射在高速旋转的铜轮上，制备得到厚度约为20μm，宽度约为1mm的保持良好机械性能的连续非晶合金薄带。经步骤s2得到的带材的矫顽力为10a/m～25a/m，饱和磁强度为1.53t～1.59t。
9、进一步的，所述步骤s3带材封装具体包括以下步骤：截取一定长度的步骤s2中获得的带材，确认截取的部分条带表面质量良好，准直光亮，放入石英管中；然后将石英管安装在封管机上，抽真空，最后得到两头封闭，内部真空并密封装有条带的石英管。
10、进一步的，所述步骤s4热处理具体包括以下步骤：根据目标热处理温度与时间，设定管式炉的温度控制程序，打开加热开关，等管式炉内部温度达到目标温度并保温一段时间后，将步骤三封装好的石英管送入管式炉内，热处理一段时间之后，取出封装的石英管在空气中冷却，重复上述过程直至所有样品热处理完成。
11、进一步的，所述步骤s4中管式炉的温度控制程序具体为：升温速率为10k/min～15k/min，热处理温度为300℃～500℃。
12、进一步的，所述步骤s4中热处理时间为10-240min。
13、本专利技术的目的之三是具有较低的矫顽力的预存淬态核的fepcb纳米晶合金在变压器铁芯中的应用。经本专利技术方法制得的预存淬态核的fe86-xp11c2b1cux纳米晶合金应用到变压器铁心上，在保持高饱和磁化强度的同时具有较低的矫顽力，降低了50％～75％的变压器空载损耗。
14、本专利技术的技术效果：
15、①本专利技术中的fe86-xp11c2b1cux纳米晶合金的制备方法，利用微合金化的手段，添加了0.2-1.0％原子浓度的cu元素，充本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用作变压器铁芯的预存淬态核的FePCB纳米晶合金，其特征在于：化学式为FeaPbCcBdCue，其中a、b、c、d、e分别代表合金中不同原子的摩尔百分比含量，a+b+c+d+e＝100，其中a为85-85.8，b为11，c为2，d为1，e为0.2-1.0。
2.根据权利要求1所述的预存淬态核的FePCB纳米晶合金，其特征在于：FeaPbCcBdCue的纳米晶合金的矫顽力为1.2A/m～9.0A/m，饱和磁强度为1.50T～1.90T。
3.制备权利要求1所述预存淬态核的FePCB纳米晶合金的微合金化方法，具体步骤包括有：
4.根据权利要求3所述预存淬态核的FePCB纳米晶合金的微合金化方法，其特征在于：步骤S1的在惰性保护气体氛围下，采用高真空感应熔炼炉在氩气气氛中加热进行微合金化，让合金充分熔炼均匀，反复熔炼结束后冷却至室温取出合金锭；真空度为8×10-3Pa；熔炼电流为150A～200A。
5.根据权利要求3所述预存淬态核的FePCB纳米晶合金的微合金化方法，其特征在于：步骤S2采用单辊旋淬甩带机进行带材制备，线圈感应电
6.根据权利要求3或5所述预存淬态核的FePCB纳米晶合金的微合金化方法，其特征在于：经步骤S2得到的带材的矫顽力为10A/m～25A/m，饱和磁强度为1.53T～1.59T。
7.根据权利要求3所述预存淬态核的FePCB纳米晶合金的微合金化方法，其特征在于：所述步骤S3中的设备为封管机。
8.根据权利要求3所述预存淬态核的FePCB纳米晶合金的微合金化方法，其特征在于：所述步骤S4中热处理时间为10min～240min。
9.根据权利要求3、4、5或7所述预存淬态核的FePCB纳米晶合金的微合金化方法，其特征在于：制得的FeaPbCcBdCue的纳米晶合金的矫顽力为1.2A/m～9.0A/m，饱和磁强度为1.50T～1.90T。
10.将权利要求3制得的预存淬态核的FePCB纳米晶合金应用到铁芯中，其特征在于：FeaPbCcBdCue的纳米晶合金的铁芯使变压器的空载损耗降低50％～75％。
...【技术特征摘要】
1.一种用作变压器铁芯的预存淬态核的fepcb纳米晶合金，其特征在于：化学式为feapbccbdcue，其中a、b、c、d、e分别代表合金中不同原子的摩尔百分比含量，a+b+c+d+e＝100，其中a为85-85.8，b为11，c为2，d为1，e为0.2-1.0。
2.根据权利要求1所述的预存淬态核的fepcb纳米晶合金，其特征在于：feapbccbdcue的纳米晶合金的矫顽力为1.2a/m～9.0a/m，饱和磁强度为1.50t～1.90t。
3.制备权利要求1所述预存淬态核的fepcb纳米晶合金的微合金化方法，具体步骤包括有：
4.根据权利要求3所述预存淬态核的fepcb纳米晶合金的微合金化方法，其特征在于：步骤s1的在惰性保护气体氛围下，采用高真空感应熔炼炉在氩气气氛中加热进行微合金化，让合金充分熔炼均匀，反复熔炼结束后冷却至室温取出合金锭；真空度为8×10-3pa；熔炼电流为150a～200a。
5.根据权利要求3所述预存淬态核的fepcb纳米晶合金的微合金化方法，其特征在于：步骤s...
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