改善鐵基納米晶合金磁性能的工藝措施

　　非晶-納米晶鐵基合金具有優異的軟磁性能，如高飽和磁感應強度，高初始磁導率，低矯頑力，低損耗等，因而成為近年來軟磁材料的研究熱點。特別是由于其在kHz應用頻段具有最佳表現，而這一頻段又是當今電子技術發展最活躍的領域，因此顯示出良好的應用前景，引起了人們的廣泛關注。

　　但是，非晶-納米晶材料由于其獨特的制備工藝使其在制備過程中殘留了很大的應力。這種應力的存在會嚴重影響材料軟磁性能的表現。因此，必須采取適當的后繼處理來改善其性能，充分發揮其潛力。

　　國家非晶微晶合金工程技術研究中心研究了不同條件的后繼熱處理工藝對鐵基納米晶帶材磁性能的影響，提供了一些有用的信息。他們的實驗選取采用單輥熔體急冷法制備的非晶帶材，名義成分（原子分數）為Fe73.5Si15.5B7Cu1Nb3，帶材厚度為22μm。將帶材繞制成外徑32mm,內徑20mm的環型鐵芯。然后，在氮氣保護下進行不同條件的熱處理，熱處理溫度為580℃，保溫時間為80min。在降溫的過程中，在不同溫度施加不同強度的橫向磁場，并對比不加磁場的情況。磁場強度為30mT，溫度降到200℃出爐。

　　他們的工作表明，未進行熱處理的鐵基納米晶材料的磁導率非常低，僅為500左右，并且基本不隨測試頻率的變化而變化。這是由于其磁導率主要與非晶合金中180°疇壁在低場磁化過程中的位移有關，而制備態的非晶合金薄帶的磁疇結構是復雜的和不規則的，它可以同時具有多種磁疇形態，這種復雜的磁疇結構是導致制備態非晶合金磁導率低的重要原因。未加磁場的普通熱處理后材料的頻率曲線處在不同條件磁場熱處理的頻率曲線之間，并且遠遠高于未經熱處理材料的磁導率曲線。非晶合金急冷固化的制備工藝決定了材料內部會產生內應力，并且這些內應力分布很不均勻。通過適當的熱處理可以使材料的內應力得到釋放，從而使材料的磁晶各向異性減弱并分布均勻，進而有效地提升磁導率。這就是經過普通熱處理后材料的磁導率遠高于未經熱處理時的磁導率原因。

　　加有橫向磁場的熱處理試驗結果表明，鐵基納米晶材料在0~10kHz范圍內的磁導率對降溫過程中施加磁場的溫度非常敏感，其磁導率隨施加磁場的溫度的降低而迅速升高；而在10kHz以上的頻段其磁導率隨施加磁場的溫度的變化起伏較小。與普通熱處理的結果相比，在400℃以下施加磁場可以提高材料0~50kHz范圍內的磁導率，而在400℃以上施加磁場卻可以壓低材料0~50kHz范圍內的磁導率。試驗還表明，施加磁場后均能提高材料在50kHz以上的磁導率。這個結果表明，同普通熱處理相比，磁場熱處理不僅可以釋放應力，使材料的磁導率更好的表現出來，還可以提供一種更靈活地調節材料磁導率的有效而方便的方法。