非晶飽和磁化強度提高和矯頑力降低的方法
【專利說明】_種使Fe78S i 9B13非晶飽和磁化強度提局和矯頑力降低的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種使Fe78Si9B13非晶飽和磁化強度提尚和矯頑力降低的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬玻璃(又稱非晶合金)是米用快速凝固金術(shù)合成的，兼有一般金屬和玻璃優(yōu)異的力學(xué)、物理和化學(xué)性能的新型合金材料.金屬玻璃中的“金屬”，是指這種材料是由金屬原材料熔煉而成；“玻璃”指的是這種材料的結(jié)構(gòu)是玻璃態(tài)一樣的短程有序，而不具備長程有序的結(jié)構(gòu)。并不是指平時所見的玻璃。通常來說，金屬在凝固的過程中，會由無序的狀態(tài)轉(zhuǎn)為有序的狀態(tài)，原子按照一定的規(guī)則排列成為晶體。但是當(dāng)冷卻速度很大時可以讓原子來不及排列，阻止晶體的形成。從而迫使液體結(jié)構(gòu)保留下來成為非晶態(tài)。故人們也將金屬玻璃稱作“被凍結(jié)的熔體”。正是由于其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的晶體合金有很大的差異與不同，金屬玻璃有著與眾不同的力學(xué)、物理、化學(xué)性能。
[0003]Fe基金屬玻璃具有優(yōu)良的磁學(xué)性能，因此在變壓器磁芯上具有廣泛的應(yīng)用前景。相比于傳統(tǒng)磁芯硅鋼片，F(xiàn)e基金屬玻璃具有矯頑力小、最大磁導(dǎo)率高、電阻率高、鐵損低的特點。鐵損僅為取向硅鋼片的四分之一，為無取向硅鋼的十分之一；激磁功率一般僅為取向硅鋼片的十分之一甚至更低。以鐵基非晶帶材作為鐵芯材料制造的變壓器比硅鋼變壓器空載節(jié)能約60% — 80%，運行能耗和運行費用也大大低于硅鋼變壓器。在全球能源危機和環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，鐵基非晶的開發(fā)利用對節(jié)能降耗具有十分重要的現(xiàn)實意義。
[0004]Fe78Si9B13非晶是具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性材料。Fe 78Si9B13#晶易于磁化，也易于退磁，廣泛用于電工設(shè)備和電子設(shè)備中。
[0005]與娃鋼材料相比，F(xiàn)e78Si9B13#晶在飽和磁化強度上還有待提高。本技術(shù)能夠大幅提升Fe78Si9B13的飽和磁化強度，降低矯頑力，因此提高了其磁學(xué)性能，相比于硅鋼材料作為變壓器鐵芯更具有優(yōu)勢。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，一般提高非晶材料的飽和磁化強度降低矯頑力的方法是對進行熱處理，但是這種方法的缺點是溫度不好控制。而本發(fā)明所采用的方法解決了這種缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速使Fe78Si9B13#晶飽和磁化強度提高和矯頑力降低的方法
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種使Fe78Si9B1^晶飽和磁化強度提高和矯頑力降低的方法，包括如下步驟:將Fe78Si9Bj^樣品剪成條帶，電源導(dǎo)線連接條帶兩端，設(shè)定電源的恒電流，所述電流與條帶寬度的比為:0.5?0.8A: 1mm，通電90?10s后，取下條帶，即得飽和磁化強度高和矯頑力低的Fe78Si9B13非晶條帶。
[0010]所述Fe78Si9BdhaB樣品的厚度是20?40 μ m，優(yōu)選厚度為30 μ m。
[0011]所述條帶的長度5?10cm，寬度2?4mm，優(yōu)選長度為a = 5cm，寬度為b = 3mm的條帶。
[0012]優(yōu)選的，所述通電時間為100s。
[0013]優(yōu)選的，所述電流與條帶寬度的比為:0.75A:1mm。
[0014]本發(fā)明可以根據(jù)具體情況設(shè)置不同的通電系數(shù)μ、不同的通電時間，即可得到不同高磁學(xué)性能的樣品。同樣也可以根據(jù)不同需求改變條帶的長度和寬度。
[0015]對獲得的樣品進行XRD、VSM、B-H測試，分析XRD圖譜可分析得到焦耳退火之后的樣品仍為非晶狀態(tài)。利用VSM測試飽和磁化強度曲線可以說明經(jīng)退火后飽和磁化強度明顯改善。利用B-H儀測試矯頑力可以說明矯頑力顯著降低，沒有使用焦耳退火時矯頑力為20A/m,與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明經(jīng)過焦耳退火后得到的矯頑力更低，達到I?2A/m，現(xiàn)有技術(shù)的矯頑力為2.5A/m，降低了 20%左右。
[0016]本發(fā)明的原理是通過焦耳退火一方面達到傳統(tǒng)退火的結(jié)構(gòu)放松、降低應(yīng)力、缺陷減少的作用，降低疇壁位移的阻力對疇壁的釘扎作用，達到降低矯頑力、提高飽和磁化強度的效果。另一方面當(dāng)退火時電子流過導(dǎo)體使原子磁矩發(fā)生了改變，進而對飽和磁化強度產(chǎn)生影響。
[0017]本發(fā)明是通過焦耳退火改善Fe78Si9Bdha0條帶的內(nèi)部組織應(yīng)力，使其結(jié)構(gòu)放松，既能夠產(chǎn)生和傳統(tǒng)退火一樣或者更好的退火效果，提高磁學(xué)性能，又具有簡便易行、節(jié)能、環(huán)保的特點。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，用一種簡便的方式使非晶的磁學(xué)性能增強，同時保留了其原有的非晶狀態(tài)。本發(fā)明操作簡便易行，可作為工廠大規(guī)模生產(chǎn)的方式。由于使用電阻熱進行加熱，能量使用率極高，因此成本低，耗能少，是一種環(huán)境友好的發(fā)明。此外，本發(fā)明對Fe78Si9B1^晶在變壓器磁芯上的使用具有促進作用。因為Fe 78Si9B13#晶作為變壓器磁芯材料比硅鋼材料在使用過程中有更低的能量損失，因此對于促進新材料的使用、節(jié)能減排具有積極作用。
【附圖說明】
[0019]圖1原帶形狀。
[0020]圖2剪裁好的條帶。
[0021]圖3原帶經(jīng)不同參數(shù)直流焦耳退火后的XRD圖譜。
[0022]圖4原帶經(jīng)不同參數(shù)直流焦耳退火后的飽和磁化強度數(shù)據(jù)。
[0023]圖5原帶經(jīng)不同參數(shù)直流焦耳退火后的矯頑力數(shù)據(jù)。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0025]材料:如圖1是原帶，圖2是實施例1?7中剪裁好的Fe78Si9B13#晶條帶，厚度為30 μ m0
[0026]實施例1
[0027]一種將Fe78Si9B13非晶的磁學(xué)性能快速提高(飽和磁化強度提高和矯頑力降低)的方法，包括如下步驟:
[0028]步驟一，將Fe78Si9B1Jg晶剪成長度為a = 5cm，寬度為b = 3mm的條帶，放入樣品袋中作為備用樣品。
[0029]步驟二，將電源的恒電流設(shè)定為1.5A。
[0030]步驟三，電源導(dǎo)線連接條帶兩端，計時器準(zhǔn)備計時。
[0031]步驟四，打開電源通電流，同時開始計時。
[0032]步驟五，通電時間到達10s時關(guān)閉電源，取下條帶。
[0033]實施例2
[0034]一種將Fe78Si9B13非晶的磁學(xué)性能快速提高(飽和磁化強度提高和矯頑力降低)的方法，包括如下步驟:
[0035]步驟一，將Fe78Si9B1Jg晶剪成長度為a = 5cm，寬度為b = 3mm的條帶，放入樣品袋中作為備用樣品。
[0036]步驟二，將電源的恒電流設(shè)定為1.65A。
[0037]步驟三，電源導(dǎo)線連接條帶兩端，計時器準(zhǔn)備計時。
[0038]步驟四，打開電源通電流，同時開始計時。
[0039]步驟五，通電時間到達10s時關(guān)閉電源，取下條帶。
[0040]實施例3
[0041]一種將Fe78Si9B13非晶的磁學(xué)性能快速提高(飽和磁化強度提高和矯頑力降低)的方法，包括如下步驟:
[0042]步驟一，將Fe78Si9B1Jg晶剪成長度為a = 5cm，寬度為b = 3mm的條帶，放入樣品袋中作為備用樣品。
[0043]步驟二，將電源的恒電流設(shè)定為