АМОРФНЫЙ МАГНИТНО-МЯГКИЙ СПЛАВ

АМОРФНЫЙ МАГНИТНО-МЯГКИЙ СПЛАВ 


RU (11) 2070941 (13) C1

(51) 6 C22C38/60, C22C38/24, C22C38/14 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5049309/02 
(22) Дата подачи заявки: 1992.06.26 
(45) Опубликовано: 1996.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Прецизионные сплавы. Справочник под ред. Б.В.Молотилова.- 1983, с.109 - 113. Патент США N 4321090, кл. C 22 C 33/00, 1982. 
(71) Заявитель(и): Информационный сервис-центр "НИКОС" 
(72) Автор(ы): Зайцев А.И.; Макаров В.А.; Чичерин Е.И. 
(73) Патентообладатель(и): Информационный сервис-центр "НИКОС" 

(54) АМОРФНЫЙ МАГНИТНО-МЯГКИЙ СПЛАВ 

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к сплавам с аморфной структурой, используемых в качестве магнитно-мягких материалов, идущих на изготовление дросселей насыщения и элементов индуктивности радиоустройств. Состав сплава определяется формулой: FeaCobSicAdBeTf, где А - фосфор и/или германий; Т - хотя бы один из таких элементов, как ванадий, цирконий, молибден, ниобий, хром или титан, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 25b40; 1c3; 0d3c; 2e4; 0f10, а - остальное при выполнении условий: 5c + d + e 6; 55 a + f 75. Аморфные сплавы получают в виде ленты и подвергают термомагнитной обработке. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области металлургии, в частности, к сплавам с аморфной структурой, используемых в качестве магнитно-мягких материалов, идущих на изготовление дросселей насыщения и элементов индуктивности радиоустройств.

Современной радиоэлектронике для применения в дросселях фильтров требуются магнитно-мягкие материалы с линейной петлей гистерезиса и высокой магнитной проницаемостью при подмагничивании обратимой проницаемостью в сочетании с высокими полями насыщения Hs, индукцией насыщения Bs и малыми потерями при перемагничивании.

Известен кристаллический сплав 47НК (Прецизионные сплавы. Справочник, 1983, с. 109-113). Этот сплав имеет недостатки, общие для кристаллических сплавов трудоемкость производства и термической рабработки изделий.

Кроме того, сплав 47НК характеризуется значительными потерями при перемагничивании для частот 20 кГц и индукции 0,2 Т потери составляют 40 Вт/кг. С увеличением подмагничивающего поля до 10 Э обратимая проницаемость снижается до значений, меньших 500 Гс/Э.

Технология производства и термической обработки изделий существенно упрощается при использовании аморфных магнитно-мягких материалов.

Наиболее близким к предложенному является магнитный аморфный сплав состава, ат%

Fe 64-80

Co 7-20

B 13-15

Si 0-1,5

(Патент США N 4321090, кл. C 22 C 33/00, 1982).

Сплав имеет следующие эксплуатационные характеристики: индукция насыщения Bs 15 кГс, относительно невысокие поля насыщения Hc 9 Э и обратимой проницаемости Mr 350 Гс/Э, значительные потери при перемагничивании при частоте 20 кГц и индукции 0,2 Т потери 28 Вт/кг.

При таких эксплуатационных параметрах известный сплав не является оптимальным для производства целого ряда устройства в радиоэлектронике дросселей насыщения и элементов индуктивности. Поэтому актуальной является задача снижения в аморфных магнитно-мягких сплавах потерь при перемагничивании в сочетании с высоким полем насыщения, индукцией насыщения и обратимой проницаемостью.

Цель изобретения снижение потерь при перемагничивании, повышение полей насыщения и обратимой проницаемости.

Указанная цель достигается тем, что в сплав дополнительно вводят хотя бы один из таких элементов, как ванадий, цирконий, молибден, ниобий, хром или титан, и, кроме того, в качестве аморфизирующих элементов сплав дополнительно может содержать фосфор и/или германий. Состав сплава определяется формулой:

FeaCobSicAdBeTf,

где А фосфор и/или германий;

Т хотя бы один из таких элементов, как ванадий, цирконий, молибден, ниобий, хром или титан,

при следующем соотношении компонентов: мас. 25b40; 1c3; 0d3-c; 2e4; 0f10; a остальное.

При этом необходимо выполнение условий: 5c + d + e 6; 55a+f75.

Сплав имеет потери при перемагничивании меньше, чем 15 Вт/кг при частоте 20 кГц и индукции 0,2 Т, Hs 8 Э; Bs 1,24 Т, Mr 850 Гс.

Такие эксплуатационные свойства позволяют использовать предложенный сплав для производства дросселей насыщения, элементов индуктивности и других устройств радиоэлектроники.

При выходе за заявленные пределы по Со цель не достигается, так как при Co 25% потери при перемагничивании, обратимая магнитная проницаемость и поле насыщения близки к прототипу. При Co 40% величина полей насыщения сильно снижается Hs 6Э.

При выходе за заявленные пределы по бору, кремнию, фосфору и германию и их суммарному содержанию цель не достигается вследствие того, что не обеспечивается термическая стабильность аморфных сплавов, что делает невозможным проведение их термической обработки.

При выходе за заявленные нижние пределы по ванадию, цирконию и дp. а также суммы а + fHs 4 Э, Bs 1 Т; при выходе за заявленные верхние пределы потери 25 Вт/кг. Такие свойства не обеспечивают оптимальный комплекс эксплуатационных свойств радиоэлектронных изделий.

Пример. Аморфные сплавы составов, приведенных в таблице, получают в виде ленты толщиной 0,025 0,002 мм и шириной 10 мм методом спиннингования. Из ленты изготавливают кольцевые магнитопроводы Dвнутр 20 мм, Dвнешн 30 мм. Их отжигают при температуре 40o C и охлаждают со скоростью 1,5 град/мин в присутствии поперечного магнитного поля (термомагнитная обработка). После проведения термомагнитной обработки исследовали эксплуатационные свойства магнитопроводов. Они сведены в таблицу.

Как следует из таблицы, эксплуатационные свойства предложенного сплава выше, чем у известного. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Аморфный магнитно-мягкий сплав, содержащий железо, кобальт, бор и кремний, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь при перемагничивании, повышения полевой насыщенности и обратимой магнитной проницаемости, он дополнительно содержит один или более элементов из группы ванадий, цирконий, ниобий, молибден, хром и титан, один или более элементов из группы, как фосфор или германий, а его состав определяется формулой

FeаCobSiсAdBeTf

где A один или более элементов из группы фосфор и германий;

T один или более элементов из группы ванадий, цирконий, молибден, ниобий, хром или титан

при следующем соотношении компонентов, мас.

25 b 40

1 c 3

0 d 3 c

2 l 4

0 f 10

a остальное

при выполнении условий 5 c + d + e 6; 55 a + f 75.