改善鐵基納米晶合金磁性能的工藝措施

　　非晶-納米晶鐵基合金具有優(yōu)異的軟磁性能，如高飽和磁感應(yīng)強度，高初始磁導(dǎo)率，低矯頑力，低損耗等，因而成為近年來軟磁材料的研究熱點。特別是由于其在kHz應(yīng)用頻段具有最佳表現(xiàn)，而這一頻段又是當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域，因此顯示出良好的應(yīng)用前景，引起了人們的廣泛關(guān)注。

　　但是，非晶-納米晶材料由于其獨特的制備工藝使其在制備過程中殘留了很大的應(yīng)力。這種應(yīng)力的存在會嚴(yán)重影響材料軟磁性能的表現(xiàn)。因此，必須采取適當(dāng)?shù)暮罄^處理來改善其性能，充分發(fā)揮其潛力。

　　國家非晶微晶合金工程技術(shù)研究中心研究了不同條件的后繼熱處理工藝對鐵基納米晶帶材磁性能的影響，提供了一些有用的信息。他們的實驗選取采用單輥熔體急冷法制備的非晶帶材，名義成分（原子分?jǐn)?shù)）為Fe73.5Si15.5B7Cu1Nb3，帶材厚度為22μm。將帶材繞制成外徑32mm,內(nèi)徑20mm的環(huán)型鐵芯。然后，在氮氣保護下進行不同條件的熱處理，熱處理溫度為580℃，保溫時間為80min。在降溫的過程中，在不同溫度施加不同強度的橫向磁場，并對比不加磁場的情況。磁場強度為30mT，溫度降到200℃出爐。

　　他們的工作表明，未進行熱處理的鐵基納米晶材料的磁導(dǎo)率非常低，僅為500左右，并且基本不隨測試頻率的變化而變化。這是由于其磁導(dǎo)率主要與非晶合金中180°疇壁在低場磁化過程中的位移有關(guān)，而制備態(tài)的非晶合金薄帶的磁疇結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的和不規(guī)則的，它可以同時具有多種磁疇形態(tài)，這種復(fù)雜的磁疇結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致制備態(tài)非晶合金磁導(dǎo)率低的重要原因。未加磁場的普通熱處理后材料的頻率曲線處在不同條件磁場熱處理的頻率曲線之間，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未經(jīng)熱處理材料的磁導(dǎo)率曲線。非晶合金急冷固化的制備工藝決定了材料內(nèi)部會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并且這些內(nèi)應(yīng)力分布很不均勻。通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢允共牧系膬?nèi)應(yīng)力得到釋放，從而使材料的磁晶各向異性減弱并分布均勻，進而有效地提升磁導(dǎo)率。這就是經(jīng)過普通熱處理后材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)高于未經(jīng)熱處理時的磁導(dǎo)率原因。

　　加有橫向磁場的熱處理試驗結(jié)果表明，鐵基納米晶材料在0~10kHz范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率對降溫過程中施加磁場的溫度非常敏感，其磁導(dǎo)率隨施加磁場的溫度的降低而迅速升高；而在10kHz以上的頻段其磁導(dǎo)率隨施加磁場的溫度的變化起伏較小。與普通熱處理的結(jié)果相比，在400℃以下施加磁場可以提高材料0~50kHz范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率，而在400℃以上施加磁場卻可以壓低材料0~50kHz范圍內(nèi)的磁導(dǎo)率。試驗還表明，施加磁場后均能提高材料在50kHz以上的磁導(dǎo)率。這個結(jié)果表明，同普通熱處理相比，磁場熱處理不僅可以釋放應(yīng)力，使材料的磁導(dǎo)率更好的表現(xiàn)出來，還可以提供一種更靈活地調(diào)節(jié)材料磁導(dǎo)率的有效而方便的方法。