本发明专利技术公开了一种高磁导率低损耗的金属软磁复合材料及其制备方法。该软磁复合材料的组成以原子比表示满足下式：Fe100-x-y-zSixPyMz，其中M选自Cr、V、Al、Mn中的一种或多种，下标x、y、z表示相应合金元素的原子百分比，满足以下条件：2≤x≤15，0≤y≤5，0＜z≤5。所制得的金属软磁复合材料具有高磁导率、低损耗，且工艺简单，利于成型，并具有一定的成本优势。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高磁导率低损耗的金属软磁复合材料及其制备方法。该软磁复合材料的组成以原子比表示满足下式：Fe100-x-y-zSixPyMz，其中M选自Cr、V、Al、Mn中的一种或多种，下标x、y、z表示相应合金元素的原子百分比，满足以下条件：2≤x≤15，0≤y≤5，0＜z≤5。所制得的金属软磁复合材料具有高磁导率、低损耗，且工艺简单，利于成型，并具有一定的成本优势。【专利说明】
本专利技术涉及磁性材料领域，尤其涉及。
技术介绍
Fe-Si软磁合金具有优良的软磁性能，当硅的含量在6. 5wt%时，其饱和磁致伸缩系数趋于零，有利于提高磁导率和降低矫顽力，同时硅的添加也可以提高合金电阻率，降低损耗。因此它成为目前用途最广泛、用量最大的软磁材料。随着电子技术的迅速发展，对电子器件的高频化、高功率密度化、小型化及高抗干扰的要求日益增加。但是传统的Fe-Si系合金电阻率偏低，限制了它在高频下的使用，因此我们需要将Fe-Si粉绝缘包覆压制成软磁复合材料，使它能在高频下使用。目前对Fe-Si系磁粉芯的研究主要在与成分的改良以及工艺参数的优化。磁粉的成分决定着所制得复合材料的本征性能，因此成分的改良是研究的重点。中国专 利200710051454. I公开了一种在Fe_6. 5%Si合金中加入O. 3~O. 5wt%Ti的磁粉芯的制造方法，通过优化工艺制得了较高磁导率的磁粉芯，但通过改变Ti含量，磁导率并没有明显变化。中国专利201010209010. 8公开了一种在Fe_6. 5%Si合金中加入少量P的磁粉芯的制造方法，通过改变P的含量及工艺参数制成了磁导率为60、75、90的磁粉芯。但该专利没有系统地对比P含量对软磁性能的影响。L. Anestiev等（Preparation of soft magnetic alloys Fe 100_x_ySixPy (0 < x < 9, 0< y < 0. 6wt%), using solid phase diffusion-sintering method, Journal of Magnetismand Magnetic Materials 281 (2004) 124 - 134)用粉末冶金制备了 Fe1(l(l_x_ySixPy 块体合金，研究了 Si和P含量的变化对合金软磁性能的影响，发现Si含量在4wt%’ P含量在0. 6wt%时，磁导率最高，同时有较低损耗。但该研究是用粉末冶金烧结得到的合金，耗时较长，而且容易产生孔洞，合金的致密度较低，会降低磁导率。扩散的方法S.Jafari 等（Microstructural and magnetic properties study of Fe - P rolledsheet alloys, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 358-359 (2014) 38 - 43)研究了片状的Fe1^xPx (x=0. 36，0. 7，I, lat%)，发现随着P的增加，最大磁导率从4600增加到6200，电阻率从15μ Q*cm增加到25μ Ω-Cm0但该研究的成分中未加入Si，会使合金的磁导率和电阻率偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有成分体系的不足，提供一种高磁导率低损耗的金属软磁复合材料及其制备方法。金属软磁复合材料的组成以原子比表示满足下式：Fe1(l(l_x_y_zSixPyMz其中M选自Cr、V、Al、Mn中的一种或多种，下标X、I、z表示相应合金元素的原子百分比，满足以下条件：2<x<15，0<y<5，0<z<5。金属软磁复合材料的制备方法如下： (1)按所述的原子比将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金和合金M投入真空感应炉内进行冶炼，得到合金铸锭； (2)将合金铸锭机械破碎成合金粉末,在氮气或IS气保护气氛中600°C高温热处理后筛分，使合金粉末粒度组成的质量百分比含量为：+100目占59TlO%，-100^+200目占40%~50%，_200~+300 目占 30%~40%，-300 目占 10%~20% ； (3)上述合金粉末用O.2~1. 0wt%磷酸溶液钝化处理之后，与1~ 3wt%的环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂、低熔点玻璃粉、水玻璃中的一种或几种充分混合，并在1.3~1.9GPa压强下压制成粉芯； (4)将压制好的粉芯在N2保护下热处理，氮气流量是200mL/min，升温速率为30°C/min，热处理温度为60(T720°C，热处理时间为3(T60min。本专利技术与现有技术相比有以下优点：本专利技术的合金粉末中含有大量铁，因此饱和磁感应强度较高；同时含有非金属元素Si，可以提高合金电阻率、磁导率；同时含有非金属元素P，与Fe会形成置换型固溶体，增加合金的电阻率，降低涡流损耗，P在熔炼的过程中可以减少合金的孔洞，增大晶粒尺寸，有助于结晶的织构，这对于提高合金的磁导率非常有利；同时含有M (选自Cr、V、Al、Mn中的至少一种)，增加了合金的加工性能，且工艺简单，利于成型，并具有一定的成本优势。【具体实施方式】本专利技术金属软磁复合材料组成为：Fe1(l(l_x_y_zSixPyMz，其中M选自Cr、V、Al、Mn中的至少一种，下标X、I、Z表示相应合金元素的原子百分比，满足以下条件：2 < X < 15，0<y<5,0<z<5。具体来说对于娃含量在2%~15%，磷含量在0、％,同时含有少量合金Μ,其磁导率会比较高，并且损耗低，具有优良的软磁性能。实施例1 (1)选取成分Fei^xSixP1V2其中χ=3，6，9，12，15，将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金和合金M投入真空感应炉内进行冶炼,得到合金铸锭； (2)将合金铸锭机械破碎成合金粉末，在氮气或IS气保护气氛中600°C高温热处理后筛分，使合金粉末粒度组成的质量百分比含量为：+100目占10%，-100^+200目占40%, _200~+300 目占 40%, -300 目占 10% ； (3)上述合金粉末用O.2wt%磷酸溶液钝化处理之后，与1%的硅树脂充分混合，并在1.3GPa压强下压制成粉芯； (4)将压制好的粉芯在N2保护下热处理，氮气流量是200mL/min，升温速率为30°C/min，热处理温度为600°C，热处理时间为30min。得到的软磁复合材料性能如下表所示。【权利要求】1.一种金属软磁复合材料，其特征在于该软磁复合材料的组成以原子比表示满足下式: Fe10-x-y-zSixPyMz其中M选自Cr、V、Al、Mn中的一种或多种,下标x、y、z表示相应合金元素的原子百分比，满足以下条件:2≤X≤15，0≤y≤5，O < z≤5。2.一种如权利要求1所述的金属软磁复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)按所述的原子比将工业纯铁、多晶硅、磷铁合金和合金M投入真空感应炉内进行冶炼，得到合金铸锭； (2)将合金铸锭机械破碎成合金粉末,在氮气或IS气保护气氛中600°C高温热处理后筛分，使合金粉末粒度组成的质量百分比含量为:+100目占本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属软磁复合材料，其特征在于该软磁复合材料的组成以原子比表示满足下式：Fe100‑x‑y‑zSixPyMz其中M选自Cr、V、Al、Mn中的一种或多种，下标x、y、z表示相应合金元素的原子百分比，满足以下条件：2≤x≤15，0≤y≤5,0＜z≤5。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴琛，周晨晖，严密，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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