权利要求
1.一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
S1：材料准备：高纯度的铁(Fe)、铌(Nb)、
铜(Cu)、钒(V)、
钴(Co)、金属元素以及硼(B)、硅(Si)非金属元素、真空感应熔炼炉、铜辊、真空退火炉、电磁线圈、卷绕装置;
S2：合金熔炼：将准备好的原材料按特定比例加入真空感应熔炼炉中;
S3：单辊快淬制带：熔炼好的合金液通过真空感应熔炼炉底部的喷嘴流出，喷射到高速旋转的铜辊表面，使得合金液凝固成薄带;
S4：纳米晶化处理：将制得的非晶薄带放入真空退火炉中，在400-600℃的温度区间进行退火处理;
S5：磁场热处理：在退火处理之后，将薄带置于电磁线圈产生的强磁场环境下再次进行热处理;
S6：成型加工：使用卷绕装置将薄带卷绕成为电感线圈。
2.根据权利要求1所述的一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，其特征在于：所述S1中，选择原材料的时候，需要通过化学处理以及物理筛选对原材料进行提纯，使得原材料纯度达到99.99%以上。
3.根据权利要求1所述的一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，其特征在于：所述S2中，真空感应熔炼炉内部压强需抽至10⁻4Pa级别，原材的含量比例为：铁(Fe)含量在67%-74.2%，铌(Nb)含量在2.0%-3.0%，铜(Cu)含量在1.0%-1.3%，钒(V)含量在0.2%-1%，钴(Co)含量在0.1%-2.2%，硅(Si)含量在16%-19.2%，硼(B)含量在6.5%-8.5%，真空感应熔炼炉需要将原材料加热至1500-1700℃，使其充分熔融并均匀混合，形成合金液。
4.根据权利要求1所述的一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，其特征在于：所述S3中，铜辊连接有变频调速电机，铜辊转速控制在3000-5000转/分钟，薄带厚度在15-30μm，宽度为10-100mm。
5.根据权利要求1所述的一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，其特征在于：所述S4中，真空退火炉采用双层炉体结构，内层为耐高温、高真空性能的钼合金炉胆，外层为隔热保温层，内部设置有电阻丝，退火处理的时间为1-3小时，将纳米晶尺寸控制在10-50nm范围内。
6.根据权利要求1所述的一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，其特征在于：所述S5中，磁场强度为5-10kOe，热处理温度为300-400℃，热处理的时间为0.5-1.5小时。
7.根据权利要求1所述的一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，其特征在于：所述S6中，在成型的过程中，需要采用精密的冲压模具或者自动化卷绕装置对薄带进行冲压加工或者卷绕加工。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及非晶纳米晶技术领域，特别涉及一种非晶纳米晶磁性材料生产方法。
背景技术
[0002]非晶纳米晶磁性材料是一种新型的
功能材料，它兼具非晶态和纳米晶态的结构特点与优异性能。这类材料通常是通过快速凝固等特殊工艺制备而成，其原子排列呈现出短程有序而长程无序的非晶态结构，同时在非晶基体中还均匀分布着尺寸为纳米级的晶粒。这种独特的微观结构赋予了非晶纳米晶磁性材料高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率、低损耗等优良的磁性性能，使其在电子、电力、通信等众多领域有着广泛的应用，如用于制造各种高性能的变压器铁芯、电感器、磁头等电子元件，能够有效提高设备的性能和效率，降低能耗。
[0003]现有的技术在生产非晶纳米晶磁性材料的时候，操作的步骤比较复杂，生产的效率较低，并且生产的材料质量较低，影响材料的实际应用的效果，为了解决现有技术的不足，我们提出一种非晶纳米晶磁性材料生产方法。
发明内容
[0004]本发明的主要目的在于提供一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，可以有效解决背景技术中的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种非晶纳米晶磁性材料生产方法,包括包括以下操作步骤：
S1：材料准备：高纯度的铁(Fe)、铌(Nb)、铜(Cu)、钒(V)、钴(Co)、金属元素以及硼(B)、硅(Si)非金属元素、真空感应熔炼炉、铜辊、真空退火炉、电磁线圈、卷绕装置;
S2：合金熔炼：将准备好的原材料按特定比例加入真空感应熔炼炉中;
S3：单辊快淬制带：熔炼好的合金液通过真空感应熔炼炉底部的喷嘴流出，喷射到高速旋转的铜辊表面，使得合金液凝固成薄带;
S4：纳米晶化处理：将制得的非晶薄带放入真空退火炉中，在400-600℃的温度区间进行退火处理;
S5：磁场热处理：在退火处理之后，将薄带置于电磁线圈产生的强磁场环境下再次进行热处理;
S6：成型加工：使用卷绕装置将薄带卷绕成为电感线圈。
[0006]优选的，所述S1中，选择原材料的时候，需要通过化学处理以及物理筛选对原材料进行提纯，使得原材料纯度达到99.99%以上。
[0007]优选的，所述S2中，真空感应熔炼炉内部压强需抽至10⁻4Pa级别，原材的含量比例为：铁(Fe)含量在67%-74.2%，铌(Nb)含量在2.0%-3.0%，铜(Cu)含量在1.0%-1.3%，钒(V)含量在0.2%-1%，钴(Co)含量在0.1%-2.2%，硅(Si)含量在16%-19.2%，硼(B)含量在6.5%-8.5%，真空感应熔炼炉需要将原材料加热至1500-1700℃，使其充分熔融并均匀混合，形成合金液。
[0008]优选的，所述S3中，铜辊连接有变频调速电机，铜辊转速控制在3000-5000转/分钟，薄带厚度在15-30μm，宽度为10-100mm。
[0009]优选的，所述S4中，真空退火炉采用双层炉体结构，内层为耐高温、高真空性能的钼合金炉胆，外层为隔热保温层，内部设置有电阻丝，退火处理的时间为1-3小时。
[0010]优选的，所述S5中，磁场强度为5-10kOe，热处理温度为300-400℃，热处理的时间为0.5-1.5小时。
[0011]优选的，所述S6中，在成型的过程中，需要采用精密的冲压模具或者自动化卷绕装置对薄带进行冲压加工或者卷绕加工。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的生产方法相对于传统的生产工艺，优化了部分流程，并且各步骤与参数更容易控制，生产出来的产品质量更好，产品的合格率更高，本发明的方法制备的非晶纳米晶磁性材料磁导率更高，相比传统磁性材料大幅提升，在变压器、电感器等电磁元件中应用时，能显著降低磁滞损耗，提高能量传输效率。
[0013]本发明的方法所生产的非晶纳米晶磁性材料的矫顽力更低，非晶纳米晶磁性材料在磁化和退磁过程中所需的能量更小，能快速响应外界磁场变化，在高频电路中的磁性元件应用中可以有效减少信号失真，提升设备的高频性能，本发明的方法通过精确控制纳米晶化和磁场热处理过程，材料的磁性变化能随温度变化更小，使得该材料在不同温度环境下都能保持稳定的磁性能。
[0014]本发明的生产方法生产的非晶纳米晶磁性材料的饱和磁感应强度更高，能在较小的体积内存储更多的磁能，在电机、发电机等电力设备中应用时，可有效减小设备体积和重量，提高功率密度。
附图说明
[0015]图1是本发明的整体生产流程示意图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]本发明涉及一种非晶纳米晶磁性材料生产方法，包括以下操作步骤：
S1：材料准备：高纯度的铁(Fe)、铌(Nb)、铜(Cu)、钒(V)、钴(Co)、金属元素以及硼(B)、硅(Si)非金属元素、真空感应熔炼炉、铜辊、真空退火炉、电磁线圈、卷绕装置，铁(Fe)、铌(Nb)、铜(Cu)、钒(V)、钴(Co)、硼(B)、硅(Si)等元素需要使用化学处理和物理过滤等方法包括离子交换树脂法以及磁选法进行处理，将原材料纯度提纯至99.99%以上。
[0018]S2：合金熔炼：将准备好的原材料按特定比例加入真空感应熔炼炉中;原材料的比例为：铁(Fe)含量在67%-74.2%，铌(Nb)含量在2.0%-3.0%，铜(Cu)含量在1.0%-1.3%，钒(V)含量在0.2%-1%，钴(Co)含量在0.1%-2.2%，硅(Si)含量在16%-19.2%，硼(B)含量在6.5%-8.5%，
真空感应炉内部的压强需要利用机械泵抽气系统抽至10⁻4Pa，减少熔炼过程中合金液与氧气、氮气等气体的反应，同时通过高频感应，将真空感应熔炼炉内部原材料的温度加热至1500-1700℃，在高温作用下使原材料充分熔融，同时通过电磁搅拌装置，使合金液流动，使各元素充分混合形成合金液。
[0019]S3：单辊快淬制带：熔炼好的合金液通过真空感应熔炼炉底部的喷嘴流出，喷射到高速旋转的铜辊表面，铜辊的转速通过变频调速电机精准地控制在3000-5000转/分钟，利用铜辊优异的导热性能以及高转速形成的巨大冷却表面积，使得合金液凝固成薄带，薄带的厚度可以通过调整喷嘴与铜辊之间的间距来控制，薄带的厚度控制在15-30μm，薄带的宽度控制在10-100mm，这样快速的凝固过程可以抑制晶体的形核与长大，使其形成非晶体结构。
[0020]S4：纳米晶化处理：将制得的非晶纳米晶薄带放入真空退火炉中，真空退火炉采用双层炉体结构，内层为耐高温、高真空性能的钼合金炉胆，外层为隔热保温层，通过电阻丝进行加热，真空退火炉内部的温度控制在400-600℃，在400-600℃的温度区间对非晶纳米晶薄带进行退火处理，退火的时间控制在1-3小时之间，在退火的过程中，非晶体的结构会转变成为纳米晶结构，通过精准地控制退火的温度和时间，可以使得纳米晶的尺寸均匀分布在10-50nm范围内。
[0021]S5：磁场热处理：在退火处理之后，非晶体转变成为纳米晶体，将薄带卷绕成为环形样品，置于热磁场处理设备内部，热处理设备采用电阻加热与气体保护相结合的方式，在电磁线圈产生的强磁场环境下再次进行热处理，确保磁场均匀作用于薄带卷绕的环形样品上，磁场的强度控制在5-10kOe，热处理的温度为300-400℃，热处理的时间为0.5-1.5小时，在磁场的作用下，纳米晶内部的磁畴受到磁场力的作用，逐渐沿磁场方向取向，使得磁畴排列更加有序，进一步提升非晶纳米晶材料的磁导率和磁性能稳定性。
[0022]S6：成型加工：根据实际应用需求，对处理之后的非晶纳米晶薄带进行成型加工，使用冲压装置或者卷绕装置将薄带制成变压器铁芯或者卷绕成为电感线圈，在成型的过程中，采用精密的模具或者精密的卷绕装置来保证元件的尺寸精度和形状的完整性，减少对材料磁性能的影响。
[0023]本发明的生产方法相对于传统的生产工艺，优化了部分流程，并且各步骤与参数更容易控制，生产出来的产品质量更好，产品的合格率更高，本发明的方法制备的非晶纳米晶磁性材料磁导率更高，相比传统磁性材料大幅提升，在变压器、电感器等电磁元件中应用时，能显著降低磁滞损耗，提高能量传输效率。
[0024]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
说明书附图(1)
声明：
“非晶纳米晶磁性材料生产方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：娄底市利通磁电科技有限公司
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