一种传感用非晶纳米晶软磁磁敏复合材料及其制备方法技术

技术编号:7178318 阅读:200 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种非晶纳米晶软磁磁敏复合材料及其制备方法,该复合材料具有良好的性能。该制备方法工艺简单,生产成本低,适于工业化生产。该非晶纳米晶软磁磁敏复合材料各成分的重量百分含量为:7-9%的Zr,2~4%的Gd,0.05~0.1%的Y,25~40%的Fe,4-8%的B,1~3%的Si,3~6%的Al,1~2%的P,其余为Co。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子复合材料领域,涉及。
技术介绍
CN200810163790. X号申请涉及一种磁敏材料,特别是一种高灵敏磁敏材料。含有Fe并含有Co、B、Si、Nb、V、Mn、Cu、Ni和Cr中的一种或多种组分的合金,其特征在于外表层为非晶壳层,内部为纳米晶内芯的复合结构材料。该材料的非晶纳米化通过流动氮气直流焦耳热处理的方法,存在的问题是由于材料外部的尺寸很小、尺寸大小不一,使得材料内部的纳米化很难控制,难以保证材料的质量;另外工作量大。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术缺陷,提供一种非晶纳米晶软磁磁敏复合材料,该复合材料具有良好的性能。本专利技术的另一目的是提供一种非晶纳米晶软磁磁敏复合材料制备方法,该制备方法工艺简单,生产成本低,适于工业化生产。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的一种非晶纳米晶软磁磁敏复合材料,其特征是该复合材料各成分的重量百分含量为 7-9%的 Zr,2 4%的 Gd,0. 05 0. 的 Y,25 40%的 Fe,4_8%的 B,1 3%的 Si, 3 6%的Al,1 2%的P,其余为Co。上述复合材料为颗粒,粒度为15-20 μ m。上述非晶纳米晶软磁磁敏复合材料的制备方法,其制备过程如下首先按照重量百分含量为7_9%的&,2 4%的Gd,0. 05 0. 1 %的Y,25 40%的 Fe,4-8%的B,1 3%的Si,3 6 %的Al,1 2 %的P,其余为Co的合金成分进行配料, 原料Zr、Gd、Y、Fe、B、Si、Al、Co的纯度均大于99. 9%,P以磷铁中间合金的方式加入,其中含磷25%,余量为铁;将原料放入真空感应炉中熔炼,熔炼温度为1600-1670°C,得到母合金,然后放入真空感应快淬炉内的重熔管式坩埚中进行重熔,重熔温度为1520-1550°C,重熔管式坩埚的底部置于真空感应快淬炉转轮轮缘之上2-4mm处,将上述母合金置于管式坩埚内熔化,合金熔融后在氩气作用下从坩埚底部直径为Imm的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触,形成厚度为 50-100微米,宽度3-6毫米的合金带;转轮轮缘的旋转线速度为20 23m/s ;然后将合金带粉碎,然后再放入球磨机中研磨30-50min后,取出筛分;筛分得到粒度为15-20 μ m的非晶合金颗粒,放入温度为750-800°C的氩气保护的容器中保持5-8min后冷却,便得到非晶纳米晶软磁磁敏复合材料。该非晶纳米晶软磁磁敏复合材料为外壳包覆有1-5 μ m的纳米晶层,内层为非曰曰曰ο本专利技术相比现有技术具有如下有益效果本专利技术合金采用大量的铁和锆配合使用,使钴基合金容易非晶化。B、Si、Al、P可降低非晶合金的导热率,便于合金在晶化时具有区域选择性。Gd、Y利于增强合金强度。 本专利技术的合金性能见表1。合金颗粒表层有纳米晶内部是非晶,因颗粒外部具有纳米晶结构,具有高磁导率的优点。纳米晶和非晶的结合,不仅能大大提高阻抗变化率和磁场灵敏度,大大提高在微弱磁场的磁场灵敏度,而且还具有低灵敏响应临界磁场(其灵敏响应磁场可以小于5A/m)、可以在无需偏置场的情况下对微弱磁场敏感、降低磁敏传感器的功耗。本专利技术制备中,使用较多的铁,所取原料成本低;另外可对颗粒成批进行晶化处理,生产周期短。该复合材料制备工艺简便,生产的复合材料具有一定良好性能,非常便于工业化生产。附图说明图1为本专利技术实施例一制得的非晶纳米晶软磁磁敏复合材料的组织图。由图1可以看到组织致密均勻。具体实施例方式实施例一首先按照如下重量百分含量进行配料7% Zr, 2% Gd,0. 05% Y,25% Fe,4% B,l% Si, 3% Al,l% P,其余为 Co。原料 &、Gd、Y、Fe、B、Si、Al、Co 的纯度均大于 99. 9%,P 以磷铁中间合金的方式加入,其中含磷25%,余量为铁;将原料放入真空感应炉中熔炼,熔炼温度为1635-1645°C,得到母合金,然后放入真空感应快淬炉内的重熔管式坩埚中进行重熔,重熔温度为1530-1540°C,重熔管式坩埚的底部置于真空感应快淬炉转轮轮缘之上2-4mm处,将上述母合金置于管式坩埚内熔化,合金熔融后在氩气作用下从坩埚底部直径为Imm的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触,形成厚度为 50-100微米,宽度3-6毫米的合金带;转轮轮缘的旋转线速度为22m/s ;然后将合金带粉碎,然后再放入球磨机中研磨45min后,取出筛分;筛分得到粒度为 15-20 μ m的非晶合金颗粒,放入温度为780°C的氩气保护的容器中保持Smin后冷却,便得到非晶纳米晶软磁磁敏复合材料。实施例二首先按照如下重量百分含量进行配料各成分的重量百分含量为9% Zr, 4% Gd, 0.1% Y,40% Fe, 8% B, 3% Si, 6% Al, 2% P,其余为 Co。原料&、Gd、Y、Fe、B、Si、Al、Co的纯度均大于99.9%,P以磷铁中间合金的方式加入,其中含磷25%,余量为铁;将原料放入真空感应炉中熔炼,熔炼温度为1650-1655°C,得到母合金,然后放入真空感应快淬炉内的重熔管式坩埚中进行重熔,重熔温度为1550-1550°C,重熔管式坩埚的底部置于真空感应快淬炉转轮轮缘之上2-4mm处,将上述母合金置于管式坩埚内熔化,合金熔融后在氩气作用下从坩埚底部直径为Imm的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触,形成厚度为 50-100微米,宽度3-6毫米的合金带;转轮轮缘的旋转线速度为23m/s ;然后将合金带粉碎,然后再放入球磨机中研磨30-50min后,取出筛分;筛分得到粒度为15-20 μ m的非晶合金颗粒,放入温度为750-800°C的氩气保护的容器中保持5-8min后冷却,便得到非晶纳米晶软磁磁敏复合材料。 实施例三首先按照如下重量百分含量进行配料各成分的重量百分含量为8% Zr, 3% Gd,0. 08% Y, 29% Fe, 6% B, 2% Si, 5% Al, 1. 5% P,其余为 Co。原料 Zr、Gd、Y、Fe、B、Si、Al、Co 的纯度均大于99.9%,P以磷铁中间合金的方式加入,其中含磷25%,余量为铁;将原料放入真空感应炉中熔炼,熔炼温度为1660-1665°C,得到母合金,然后放入真空感应快淬炉内的重熔管式坩埚中进行重熔,重熔温度为1530-1535°C,重熔管式坩埚的底部置于真空感应快淬炉转轮轮缘之上2-4mm处,将上述母合金置于管式坩埚内熔化,合金熔融后在氩气作用下从坩埚底部直径为Imm的孔中喷出与旋转的转轮边缘接触,形成厚度为 50-100微米,宽度3-6毫米的合金带;转轮轮缘的旋转线速度为21m/s ;然后将合金带粉碎,然后再放入球磨机中研磨30-50min后,取出筛分;筛分得到粒度为15-20 μ m的非晶合金颗粒,放入温度为770°C的氩气保护的容器中保持6min后冷却,便得到非晶纳米晶软磁磁敏复合材料。实施例四(成份配比不在本案设计范围内实例)首先按照如下重量百分含量进行配料5% Zr,l%Gd,0. 01% Y,20% Fe,3% B,0.4% Si, 2% ΑΙ,Ο. 5% P,其余为 Co。原料 Zr、Gd、Y、Fe、B、Si、Al、Co 的纯度均大于 99. 9%,P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非晶纳米晶软磁磁敏复合材料,其特征是:该复合材料各成分的重量百分含量为:7-9%的Zr,2~4%的Gd,0. 05~0.1%的Y,25~40%的Fe,4-8%的B,1~3%的Si,3~6%的Al,1~2%的P,其余为Co。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张群赵浩峰王玲范乐
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:84

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