[发明专利]铁基软磁非晶合金块材与制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种铁基软磁非晶合金块材(Fe‑based amorphous soft magnetic bulk alloy)，其具有立体结构，此立体结构包括铁基软磁非晶合金组成物，此铁基软磁非晶合金组成物的化学式为FeaCobPcBdSie，其中76≤a≤80原子百分比(at％)，1≤b≤4at％，9≤c≤11at％，3≤d≤5at％，以及5≤e≤7at％。

【技术领域】

本公开涉及一种具有高磁通密度和高磁导率的金属软磁材料与制备方法及其应用，特别是涉及一种铁基软磁非晶合金块材(Fe-based amorphous soft magnetic bulkalloy)与制备方法及其应用。

【背景技术】

制备马达磁性元件的铁芯(iron-core)的理想材料必须具有高磁通密度和高磁导率。传统上是采用硅钢(silicon steel)来制作马达磁性元件的铁芯。然而，由于硅钢的片电阻率较低，仅能于较低频率的直流和交流电下运转。当操作频率增加，硅钢片铁芯的涡流损耗会急剧增加，造成能源转换效率降低。为了防止涡流产生或者减少涡流造成的能量损失，目前已有技术采用冲压成形的硅钢片与绝缘薄片或细丝相互堆迭形成铁心来制作马达磁性元件。但这种作法制程相当繁复，十分耗费加工成本，且尺寸不易微缩。

非晶质铁基软磁材料，具有高饱和磁通密度、高电阻率、低矫顽磁力等特点。目前已有技术将非晶质铁基软磁材料应用于马达磁性元件的制备，可有效降低涡流损及磁滞损。然而，受限于非晶质铁基软磁材料坚硬、易碎、难以进行切削与整平的材料特性，加工不易，也难以配合较复杂的元件磁路设计。另外，由于传统的非晶质铁基软磁材料一般以薄带铸造(tap casting)为主，有尺寸厚度的限制。再加上，又有材料耗损率偏高，卷绕后占积率偏低等缺点，使非晶质铁基软磁材料的应用范围受到相当大的限制。

因此，需要提供一种先进的铁基软磁非晶合金块材及其制备方法，来解决现有技术所面临的问题。

【发明内容】

本说明书中的一实施例提供一种铁基软磁非晶合金块材(Fe-based amorphoussoft magnetic bulk alloy)。其中，铁基软磁非晶合金块材具有立体结构，此立体结构包括铁基软磁非晶合金组成物，此铁基软磁非晶合金组成物的化学式为Fea Cob Pc Bd Sie，其中76≤a≤80原子百分比(at％)，1≤b≤4at％，9≤c≤11at％，3≤d≤5at％，以及5≤e≤7at％。

本说明书中的一实施例提供一种铁基软磁非晶合金块材的制作方法，所述方法包括下述步骤：首先提供如前所述的铁基软磁非晶合金组成物。之后，进行雾化制程(atomisation)，将铁基软磁非晶合金组成物碎化成复数个粉末颗粒。接着，将这些粉末颗粒烧结/熔融，以形成立体结构；再对此立体结构进行退火处理(annealing)。

根据上述，本说明书的实施例是揭露一种铁基软磁非晶合金块材及其制备方法。该方法先以雾化方法制作硅化及真圆度高的铁基软磁非晶合金粉体，再将铁基非晶合金粉体烧结/熔融制作成具有立体结构的磁性块材，可提高铁基非晶合金材料的厚度尺寸，增进其加工特性，并可配合更复杂的加工设计增加其应用范围。该磁性块材应用于马达磁性元件的铁芯中，可能提高磁性铁芯的磁通量(Φ＝Bs)和电阻值，降低磁性铁芯的矫顽磁力(coercivity，Hc)，减少马达磁性元件的涡流损耗。

【附图说明】

为了使本说明书的上述实施例及其他目的、特征和优点能更明显易懂，特举数个优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下: