一種鐵－鉬基快淬態納米晶巨磁阻抗薄帶及制備方法

專利名稱：一種鐵－鉬基快淬態納米晶巨磁阻抗薄帶及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵-鉬基快淬態納米晶巨磁阻抗薄帶及制備方法，屬磁傳感與磁存儲技術領域。
背景技術：
巨磁阻抗效應材料可作為磁傳感與磁頭技術核心部件，在工業機器人、自動化、磁探測器、數據存儲等領域存在廣闊的應用前景。目前的一種重要的巨磁阻抗材料為經過退火得到的Fe-Mo-Cu-Si-B納米晶薄帶材料，一般配方為Fe73.5Mo3Cu1Si13.5B9。其材料制備方法為首先制備快淬態非晶薄帶，然后在溫度為500℃-560℃下的真空或保護氣氛下退火，晶化析出α-Fe(Si)納米晶粒，形成納米晶薄帶。與Fe-Nb-Cu-Si-B納米晶薄帶相比，這種材料不含Nb，制備材料時，合金液體流動性好、易控制噴帶，且價格相對較低。但目前Fe-Cu-Mo-Si-B納米晶薄帶同Fe-Nb-Cu-Si-B納米晶薄帶一樣，需要退火晶化，材料制備過程多，而且耗費能源。

發明內容為了解決現有技術存在的材料制備過程多，能源消耗高等缺點，本發明提供一種無需退火的鐵-鉬基快淬態納米晶巨磁阻抗薄帶及制備方法。
本發明是由如下技術方案實現的鐵-鉬基快淬態納米晶巨磁阻抗薄帶的組成式為FeαMoβCuγSiBλ，式中原子百分數取值范圍為β＝2.5～3.3γ＝2.3～4＝12～14λ＝8～10α＝100-β-γ--λ。
按組成式FeαMoβCuγSiBλ的化學元素比例配料，將稱好的料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入101325帕氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以30～40米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶，得到具有巨磁阻抗效應的FeαMoβCuγSiBλ快淬態納米晶薄帶。
本發明材料制備工藝無需退火過程，利用合金中較高的Cu含量并配以適當的甩帶速度，在FeαMoβCuγSiBλ快淬態薄帶中直接形成大量α-Fe(Si)納米晶粒析出，高含量Cu提高了α-Fe(Si)的成核點數目，并有利于細化晶粒。對于FeαMoβCuγSiBλ快淬態薄帶，Cu含量低x＜2.3，則在快淬態薄帶中晶化不足；若Cu含量過高x＞4，則降低飽和磁化強度，不利于巨磁阻抗效應。為得到較好的巨磁阻抗效應性能，FeαMoβCuγSiBλ快淬態納米晶薄帶中Cu的原子百分含量x應選取在2.3≤x≤4的范圍內。
本發明提供的新型淬態納米晶材料，制備工藝簡單，無需退火，材料成本低，且材料巨磁阻抗性能高。例如Fe71.9Mo3Cu2.8Si13.5B8.8淬態納米晶薄帶在磁場為7162A/m下頻率為1MHz時巨磁阻抗ΔZ/Z0值可達-45％。
總之，本發明具有制備工藝簡單，材料成本低，材料巨磁阻抗性能高等優點。
具體實施方式
實施例1按照配方Fe71.9Mo3Cu2.8Si13.5B8.8的化學元素比例稱料，將稱好的料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入101325帕氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以37米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該快淬態Fe71.9Mo3Cu2.8Si13.5B8.8納米晶薄帶在磁場為7162A/m下交流電頻率為1MHz時的巨磁阻抗ΔZ/Z0值為45％。
實施例2按照配方Fe72.4Mo3Cu2.3Si13.5B8.8的化學元素比例稱料，將稱好的料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入101325帕氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以35米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該快淬態Fe72.4Mo3Cu2.3Si13.5B8.8納米晶薄帶在磁場為7162A/m下交流電頻率為1MHz時的巨磁阻抗ΔZ/Z0值為-20％。
實施例3按照配方Fe70.7Mo3Cu4Si13.5B8.8的化學元素比例稱料，將稱好的料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入101325帕氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以40米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該快淬態Fe70.7Mo3Cu4Si13.5B8.8納米晶薄帶在磁場為7162A/m下交流電頻率為1MHz時的巨磁阻抗ΔZ/Z0值為-16％。
實施例4按照配方Fe71.7Mo2.8Cu3Si13.5B9的化學元素比例稱料，將稱好的料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入101325帕氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以37米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該快淬態Fe71.7Mo2.8Cu3Si13.5B9納米晶薄帶在磁場為7162A/m下交流電頻率為1MHz時的巨磁阻抗ΔZ/Z0值為-35％。
實施例5按照配方Fe73.2Mo2.5Cu2.3Si14B8的化學元素比例稱料，將稱好的料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入101325帕氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以35米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該快淬態Fe73.2Mo2.5Cu2.3Si14B8納米晶薄帶在磁場為7162A/m下交流電頻率為1MHz時的巨磁阻抗ΔZ/Z0值為-8％。
實施例6按照配方Fe72.4Mo3.3Cu2.3Si12B10的化學元素比例稱料，將稱好的料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入101325帕氬氣，熔煉合金。將熔煉好的合金以35米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶。測得該快淬態Fe72.4Mo3.3Cu2.3Si12B10納米晶薄帶在磁場為7162A/m下交流電頻率為1MHz時的巨磁阻抗ΔZ/Z0值為-11％。
權利要求
1.一種鐵-鉬基快淬態納米晶巨磁阻抗薄帶，其特征是薄帶材料的組成式為FeαMoβCuγSiBλ，原子百分數取值為β＝2.5～3.3γ＝2.3～4＝12～14λ＝8～10α＝100-β-γ--λ。
2.一種制備如權利要求1所述的鐵-鉬基快淬態納米晶巨磁阻抗薄帶的制備方法，其特征是制備步驟如下先將FeαMoβCuγSiBλ按原子百分數的比例稱料，將稱好的料放入電弧爐中，抽真空到10-3帕，充入101325帕氬氣，熔煉合金，然后將熔煉好的合金以30～40米/秒的速度由真空甩帶機甩出薄帶，得到具有巨磁阻抗效應的FeαMoβCuγSiBλ快淬態納米晶薄帶。
全文摘要
本發明涉及一種鐵－鉬基快淬態納米晶巨磁阻抗薄帶及制備方法，屬于磁傳感與磁存儲技術領域。本發明的主要內容是該薄帶材料的組成式為Fe
文檔編號H01F41/00GK1808642SQ200610042239
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月8日 優先權日2006年2月8日
發明者李波, 胡季帆, 秦宏偉, 韓偉, 蔣民華 申請人:鋼鐵研究總院, 山東大學