铁基非晶软磁合金粉末及包含该粉末的磁粉芯和该磁粉芯的制备方法

摘要

本发明涉及一种铁基非晶软磁合金粉末及包含该粉末的磁粉芯和该磁粉芯的制备方法。本发明的铁基非晶软磁合金粉末的组成以原子比表示满足下式：Fe(100－a－b－c－x－y－z－t)CraMbTcPxSiyBzCt，其中，M为选自Mo和Nb中的一种；T为选自Sn和Al中的一种或两种；a为1－5；b为1－5；c为0－5；a+b为2－8；x为2－15；y为0.5－8；z为1－12；t为0－6。

说明书

技术领域

本发明涉及磁性功能材料及其制备。更具体的，本发明涉及一种 铁基非晶软磁合金粉末及包含该粉末的磁粉芯和该磁粉芯的制备方 法。

背景技术

目前，金属磁粉芯主要有铁粉芯、Fe₈₅Si₉Al₆磁粉芯、Fe₅₀Ni₅₀磁粉 芯和Fe₁₇Ni₈₁Mo₂磁粉芯，以及近年来开发的非晶磁粉芯和纳米晶磁粉 芯。这些磁粉芯具有各自的特点，其应用领域也各不相同。

铁粉芯的铁含量一般在99wt％以上，其主要特点是价格低廉，磁 导率最大可以达到90，损耗在～4000mW/cm³以上(在0.1T，100kHz 条件下测试)，温度稳定性优良。由于磁致伸缩的原因，铁磁粉芯材 料有时不可避免会造成噪声。另外，铁粉芯材料本身有热衰退问题， 即长期在高温下(一般指100℃以上)使用会造成损耗永久增大，影 响铁磁粉芯材料使用寿命。

日本发明专利JP08-037107公开了Fe₈₅Si₉Al₆磁粉芯，该磁粉芯 具有较高性能价格比，其组成中含有9-10原子％的硅和5-6原子％ 的铝，其余为铁。该磁粉芯的最大磁导率可以达到125，损耗可以达 到1000mW/cm³左右(在0.1T，100kHz条件下测试)。与铁粉芯相比， Fe₈₅Si₉Al₆磁粉芯价格稍高，损耗较低，磁致伸缩系数低，在工作过程 中的噪音也低。因此，该磁粉芯作为EMI电感得到了广泛的应用。

美国发明专利US1,669,642公开了一种Fe₅₀Ni₅₀磁粉芯，其成分 为铁50原子％，镍50原子％，最大磁导率可以达到160，损耗达到1000 mW/cm³(在0.1T，100kHz条件下测试)，且具有最高的抗直流偏磁能 力。但是，因为该磁粉芯含有50原子％的Ni，所以价格高。

美国发明专利US5,470,399公开了一种铁镍钼磁粉芯，其组成一 般为Fe₁₇Ni₈₁Mo₂，最大磁导率可以达到500。该磁粉芯在所有磁粉芯中 是磁导率范围最宽的，损耗可达到～400mW/cm³(在0.1T，100kHz条 件下测试)，直流偏磁性能较好，磁滞伸缩几乎为0，所以工作噪音 小。但是，由于其成分含有81原子％的Ni，所以价格更高。

纳米晶磁粉芯目前主要采用的是FeCuNbSiB系纳米晶合金(参见 中国发明专利CN1373481A，美国发明专利US 6,827,557)，其成分 原子百分比满足：Fe为70-75％，NbCu为4％，SiB为26-21％，最 大磁导率可以达到120。该纳米晶磁粉芯具有良好的频率特性。由于 粉末通常是采用带材破碎的方法获得，粉末存在异形化问题，绝缘也 比较困难，损耗较高。

在金属磁粉芯领域存在着种种问题，其中主要是性价比问题，这 使得科研工作者开始关注铁基非晶合金。对于软磁合金来说，非晶合 金比晶态合金有更好的综合磁性能，即同时具有很高的饱和磁化强度 和磁导率，以及较低的损耗。这种良好的综合性能提供了突破传统磁 粉芯困扰的技术基础。但是，非晶合金得的制备需要超过10⁶K/s的 冷却速率，所以人们开始研究如何利用现有工业化设备或在现有基础 上经过改造的装备来制备非晶态材料。于是，产生了大块非晶材料。

自1988年以来，Inoue(井上明久)等人研究了多组元非晶合金 系的玻璃形成能力(GFA)。他们采用水淬和模铸等方法，获得了镧系、 镁系、铪系、锆系、钛系和钯系等一系列大块非晶合金。这些合金均 具有很宽的过冷液相区、很低的临界冷却速度、厚度可达75mm。上述 大块非晶合金仅限于非铁磁系统，而且没有得到铁磁性。1995年， Inoue等人才利用铜模铸造法，获得了具有软磁性的铁基铁磁性大块 非晶合金Fe-(Al，Ga)-(P，C，B，Si，Ge)。此后，又有Fe-(Co， Ni)-(Zr，Hf，Nb)-B等合金系问世，尽管这些合金具有较高的饱 和磁感应强度和磁导率；但是，由于其成分中含有一些较贵的金属Ga、 Ni、Co等而使其应用相对滞后。

鉴于铁基非晶软磁合金的优异磁性能，人们开始研究原材料容易 获得且容易制备的铁基非晶软磁合金。由此，铁基非晶软磁合金磁粉 芯领域成为研究热点，并显示出其低损耗的特点(参见US 5,935,347， US 5,252,148，JP08-037107，US 6,827,557)。所以，鉴于现有技 术的上述情况，需要比现有金属磁粉芯性价比更高的非晶磁粉芯。因 此，如果能够减少软磁合金组成中的例如Co和Ni等较贵的金属的含 量，或是不使用这些金属，将能够大大降低软磁合金的成本。由此， 也可以扩大其应用领域。

综上所述，现有的金属磁粉芯在性能和价格上各有缺点。所以， 需要金属磁粉芯的替代产品从而提高性价比。更具体的，不含较贵的 金属的非晶磁粉芯是特别需要的。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种性价比高的铁基非晶软磁合金粉末。 本发明的另一个目的是提供一种性价比高且损耗低的磁粉芯。本发明 再一个目的是提供能够采用现有设备来制备上述磁粉芯的方法。

本发明通过一种低损耗的铁基非晶软磁合金粉末及其磁粉芯和该 磁粉芯的制备方法实现了上述目的，其中该铁基非晶软磁合金粉末的 组成中不含较贵的金属，例如Co和Ni。

本发明涉及一种非晶软磁合金粉末，该合金粉末的组成以原子比 表示满足下式：

Fe_{(100-a-b-c-x-y-z-t)}Cr_aM_bT_cP_xSi_yB_zC_t

其中，M为选自Mo和Nb中的一种；T为选自Sn和Al中的一种 或两种；a为1-5；b为1-5；c为0-5；a+b为2-8；x为2-15； y为0.5-8；z为1-12；t为0-6。

本发明还涉及包括上述非晶软磁合金粉末的磁粉芯，该磁粉芯的 损耗小于600mW/cm³(0.1T，100kHz条件下测试)。

本发明的另一方面是提供了上述磁粉芯的制备方法，其材料选用 上述铁基非晶软磁合金粉末，制备方法为：

a、将上述非晶软磁粉末与粘结剂、可选的绝缘剂和可选的润滑剂 均匀混合并使其干燥；

b、将所得的混合物放入磁粉芯模具，在500MPa-3000MPa的压 力下成型；

c、将成型的磁粉芯进行退火处理；

d、将退火处理后的磁粉芯进行老化处理。

在一个优选实施方案中，所述非晶软磁粉末的粒度为-200到+400 目，优选-300到+400目。在另一个优选实施方案中，退火温度为高 于T_c+20℃至低于T_x-20℃，优选为400-440℃；退火时间为30分钟 -5小时，优选为30-90分钟。

另一个优选实施方案中，老化处理包括：在-80-40℃的温度保温 0.5-3小时，之后升温至80-120℃的温度保温0.5-3小时，并重复两 次以上。

附图说明

图1为粒度范围在-100-+200目的合金成分为 Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶粉末扫描电子显微镜照片。

图2为粒度范围在-300-+400目的合金组成为 Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶粉末扫描电子显微镜照片。

图3为粒度范围在-200-+300目的合金组成为 Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶粉末扫描电子显微镜照片。

图4为粒度范围在-100-+200目的合金组成为 Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶粉末DSC曲线。

图5为合金组成分别为Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄、 Fe₇₆Cr₁Mo₁Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄、Fe₇₄Cr₂Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄、Fe₇₄Cr₂Nb₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶粉末X射线衍射曲线。

图6分别为粒度范围在-100-+200目、-200-+300目、-300-+ 400目和粒度为-400目的合金组成为Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶磁 粉芯磁导率随频率的变化曲线。

图7分别为粒度范围在-200-+300目、-300-+400目和粒度为 -400目的合金组成为Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄直流偏置特性曲线。

图8为粒度范围在-300-+400目的合金组成为 Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶磁粉芯经在不同退火温度退火后磁导率 随频率的变化曲线。

图9为粒度范围在-300-+400 目的合金组成为 Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶磁粉芯在不同退火温度退火后直流偏置 特性曲线。

图10为是粒度范围内-300-+400目的合金组成为 Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄(本发明)的非晶磁粉芯与Fe₁₇Ni₈₁Mo₂、Fe₅₀Ni₅₀、 Fe₈₅Si₉Al₆磁粉芯的磁导率随频率变化的对比曲线。

图11为粒度范围在-300-+400目的合金组成为 Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄(本发明)的非晶磁粉芯与Fe₁₇Ni₈₁Mo₂、Fe₅₀Ni₅₀、 Fe₈₅Si₉Al₆磁粉芯的损耗随频率变化的对比曲线。

具体实施方式

正如本申请中所使用的和本领域技术人员所公知的，当用目数表 示粉末的粒度时，在目数之前的“+”或“-”号分别表示“不通过” 或“通过”所述目数的筛网。例如，“-300目”表示通过300目的 筛网，而“+400目”表示不通过400目的筛网。因此，“-300-+ 400目”就表示通过了300目筛网而未通过400目筛网的粉末。

非晶软磁合金粉末及其制备方法

本发明的非晶软磁合金粉末，该合金粉末的组成以原子比表示满 足下式：

Fe_{(100-a-b-c-x-y-z-t)}Cr_aM_bT_cP_xSi_yB_zC_t

其中，M为选自Mo和Nb中的一种；T为选自Sn和Al中的一种 或两种；a为1-5；b为1-5；c为0-5；a+b为2-8；x为2-15； y为0.5-8；z为1-12；t为0-6。

在本发明的一个实施方案中，x+y+z+t为12-25，优选为14-24， 更优选为16-23，最优选为18-22。

Cr的主要作用是提高熔融合金的抗氧化能力并会增加粘度。如果 Cr含量低于1原子％，则合金的抗氧化能力较差，因此不优选。如果 Cr含量高于5原子％，则熔融合金的粘度偏大，导致在雾化过程粉末 之间有粘连现象，因此也不优选。

M的主要作用是提高晶化温度。如果M的含量低于1原子％，则提 高晶化温度的效果不显著，因此不优选。如果M的含量高于5原子％， 导致在雾化过程中M部分析出，易引起成分偏析，进而导致粉末的磁 性能降低，因此也不优选。

T的主要作用是增加熔融合金的流动性。如果合金的流动性不佳， 在雾化过程粉末之间可能会出现粘连现象。因此，T不是必要的元素， 只是在需要增加熔融合金流动性时添加。但是，如果T的含量超过5 原子％，可能导致熔融合金的流动性偏高，进而导致雾化的粉末粒度 太小，用该粉末制备的磁粉芯磁导率低，因此不优选。

如本领域技术人员所公知的，Fe元素会影响非晶软磁合金粉末的 磁性能，而P、Si、B以及非必要的C为非晶化元素。

作为上述各参数的优选范围，其中a可以为1-4；b可以为1-4， 优选为1-3；c可以为1-4，优选为2-3；x可以为5-13，优选 为7-12；y可以为1-6，优选为3-6；z可以为2-9，优选为3 -6；t可以为0-5，优选为1-3。

本发明的铁基非晶软磁合金粉末具有优良的磁性能和非晶态结构 性能。该合金粉末的饱和磁感应强度在1.0T以上，优选在1.1T以上， 更优选在1.3T以上；其过冷液相区宽度不小于30K，优选不小于35K， 最优选不小于37K。具体的，过冷液相区的宽度指T_x-T_g，其中T_x为 粉末的晶化温度，T_g为粉末的玻璃转变温度。

本发明的非晶合金粉末的形貌大致呈球形(参见图1～图3)。粉 末的松装密度不小于2.8g/cm³，优选不小于3.0g/cm³，更优选不小于 3.5g/cm³。作为杂质的氧含量按质量比小于8000ppm，优选小于 4000ppm；非晶态粒度可达到-80目；如果需要，该非晶态粒度可以为 -200目。粉末的非晶态粒度是指粉末可以形成非晶态的最大粒度。

铁基非晶软磁粉末制备方法采用水雾化、气雾化或水气联合雾化。 其中，水雾化制备方法为：采用高压水(例如40Bar)通过雾化喷盘 将金属液滴迅速粉碎并同时快速冷却为金属颗粒。气雾化制备方法类 似于水雾化方法，只是冷却介质不同(可以采用氮气、氦气等高压气 体)；水气联合雾化法是用高压气体粉碎金属液滴或金属颗粒后再用 高压水将金属液滴或金属颗粒快速冷却。

磁粉芯及其制备方法

本发明的低损耗磁粉芯包含本发明的铁基非晶软磁粉末。该磁粉 芯损耗小于600mW/cm³，优选小于550mW/cm³，更优选小于500mW/cm³， 最优选小于400mW/cm³(0.1T，100kHz条件下测试)。

该磁粉芯的制备方法主要包括以下步骤：

1、将本发明的上述铁基非晶合金粉末与粘结剂、可选的绝缘剂 和可选的润滑剂进行混合并干燥成干粉；

2、压制成型；

3、磁粉芯退火；

4、磁粉芯老化处理。

另外，在第一步混合步骤之前，还可选择的地包括将所述铁基非 晶软磁合金粉末进行筛分。在可选的筛分步骤中，本发明所述粉末的 筛分可以采用实验筛、标准拍击式震动筛、其他类型的震动筛和气流 式粉末分级设备等实现。

步骤1：粉案与粘结剂以及可选的绝缘剂和润滑剂进行混合并干燥成干粉

将本发明的非晶软磁粉末与粘结剂，以及可选的绝缘剂混合后并 干燥形成具有一定流动性的粉末。混合时将各粉末加入到粘结剂中充 分搅拌，如果黏度大则采用稀释剂降低黏度并在随后的搅拌过程加热， 直至稀释剂挥发完全。最后将混合好的粉末在加热或不加热条件下干 燥，使得到的混合物粉末具有一定流动性。对于稀释剂没有特别的要 求，采用本领域中公知的稀释剂即可。

为了提高磁粉芯电阻率，降低涡流损耗，提高高频下的磁导率， 可以使用绝缘剂。但是，本发明也完全可以不使用绝缘剂，并且可以 实现本发明的目的。如果使用绝缘剂，本发明优选使用用选自以下种 类的绝缘剂中的一种或多种：1、氧化物粉末，如SiO₂、CaO、Al₂O₃， TiO₂等。氧化物粉末通常性质稳定，绝缘、耐热性能好，并且价格低 廉。2、硅酸盐类，磷酸盐类等。3、其它矿物粉，如云母粉、高岭土 等。另外，还可以采用化学方法生成的表面薄膜或发生的表面氧化来 进行绝缘。

如果采用选自上述绝缘剂对混合粉末进行绝缘，绝缘剂重量百分 比优选为混合物总重量的0.2重量％-7重量％之间。绝缘剂的上限设 定为7重量％的原因是：如果绝缘剂过多，粉末之间的间隔过大，磁 粉芯磁导率降低。绝缘剂更优选的重量百分比范围为1重量％到5重量 ％。

本发明优选用选自以下种类的粘结物质作为粘结剂：1、有机物粘 结剂，如环氧类树脂。目前工业上已经普遍使用环氧类树脂作为粘结 材料，该粘结材料尤其是在和固化剂混合使用后粘结效果更佳。2、无 机粘结剂，如硅酸盐类等。无机粘结剂的优点是耐热性佳，并且本身 具有优良的绝缘性能，因此可以具有绝缘和粘结的双重作用。

如果采用上述粘结剂，其粘结剂含量占混合物的重量百分比为 0.1-5重量％。如果粘结剂含量过多，磁粉芯性能下降，磁导率降低。 粘结剂含量过低，则起不到作用。粘结剂的优选的含量为2-4重量％

可以在本发明的混合物中可选的地加入润滑剂，润滑剂的加入不 是必须的。润滑剂的作用在于：1、使粉末在压制时易于流动，从而提 高磁粉芯密度，2、磁环和压制模具不易发生粘接，从而易于脱模。本 发明优选硬脂酸盐、滑石粉等作为润滑物质，其含量应不大于混合物 总重量的2重量％。如果润滑剂过多，会造成磁粉芯中复合粉末密度下 降，从而导致磁粉芯性能恶化，磁导率降低。

为了得到绝缘混合充分、粉芯致密、磁性能优良的复合磁粉芯， 本发明优选绝缘剂、粘结剂与润滑剂的总量占混合物粉末总重量的 0.5-10重量％；更优选为1-7重量％。

步骤2：压制成型

本发明混合物粉末的成型压力优选为500MPa-3000MPa。压力小 于500MPa，粉末难以成型，或成型后有裂纹存在。这将导致磁导率低， 磁粉芯性能不佳。压力大于3000MPa，模具承受压力大，容易损坏， 且粉末绝缘困难，粉芯损耗高，品质因数不佳，因此不好。磁粉芯成 型压力更优选800MPa到2500MPa。

步骤3：磁粉芯退火

混合物粉末在压制过程中受到压机的挤压作用，磁粉芯内部存在 着应力，这些应力影响磁粉芯的性能。通过对磁粉芯进行退火处理， 可以达到消除内应力和改善磁性能的目的。磁粉芯退火处理温度应满 足下列条件：1、退火温度为高于T_c+20℃至低于T_x-20℃，其中T_c和 T_x分别为居里温度和晶化温度；2、在满足条件1的情况下，退火温 度应尽量高。粉芯退火温度过低、热扰动较小，粉芯内部应力难以得 到充分消除，磁性能难以得到充分提升。磁粉芯退火时间应满足下列 条件：1、粉芯退火时间应不超过5小时。因为如果退火时间超过5 小时，则退火时间过长，效率低，增加制造成本。2、粉芯退火时间应 不低于30分钟，因为如果退火时间不足30分钟，则退火时间过短， 批量处理时难以达到均匀处理之目的，粉芯性能难以均一。另外，磁 粉芯退火时间优选30分钟到90分钟之间。本发明优选在保护气氛下 进行上述退火过程，保护气氛可以是真空状态、氢气状态、氮气状态 或氩气状态。

步骤4：磁粉芯老化处理

将热处理过的磁粉芯放入可调节温度并可保温的装置，首先在-80 ℃-40℃的温度保温，保温时间没有特别的限制，可以为0.5-3小时， 优选1小时。之后，升到80-120℃的温度保温，保温时间没有特别的 限制，可以为0.5-3小时，优选1小时。如此循环2次以上即可完成 老化处理。

实施例1

本实施例粉末采用不同组成的铁基非晶软磁合金，并采用水雾化 方法制备，雾化压力为20公斤/cm²，雾化好的粉末在真空干燥箱内采 用180℃×8小时的制度烘干，然后用拍击式震动筛进行粉末分级，分 另得到-80-+200目、-200-+300目、-300-+400目和-400目的粉末。 合金组成分别为Fe₇₆Cr₁Mo₁Sn₂P₈C₂B₄Si₆、Fe₇₆Cr₁Mo₁Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄、 Fe₇₄Cr₂Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄、Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄、Fe₇₄Cr₂Nb₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄和Fe₇₄Cr₂Nb₂Al₂P₁₀C₂B₄Si₄。

制备好的粉末再分别测试其性能。其中，粉末形貌采用扫描电子 显微镜观察，粉末形貌接近球形且表面光滑(图1～3)；粉末热分析 采用差热扫描量热仪测试，升温速率20K/min，测试温度范围298-850 K(图4)；粉末晶体结构采用X射线衍射仪测试，测试角度20-80°， 扫描速率0.02°/s(图5)。由图5的X射线衍射图谱案可以看出， 本发明的合金粉末的X射线衍射图没有结晶峰，表现为明显非晶态结 构特征，说明本发明的合金粉末的结构为非晶粉末态。粉末饱和磁感 应强度采用振动样品磁强计测量；粉末松装流动性采用松装流动仪测 试。

之后，利用不同组成的-200～+300目的粉末分别制备磁粉芯。制 备过程如下：

a、将非晶软磁合金粉末与2重量％的作为粘结剂的硅酸钠粉末 在水中混合10分钟，之后加热到200℃混合直至水蒸气基本消失，之 后在干燥箱内以180℃×120分钟的制度干燥；

b、在干燥后的粉末中加入0.2重量％的作为润滑剂的硬脂酸锌， 并混合10分钟；

c、把b中得到的所述粉末放入磁粉芯模具，用液压机在1000MPa 的压力下成型；磁粉芯形状为圆环，尺寸为φ20×φ12×7mm。

d、压制好的磁粉芯在氮气保护下以440℃×120分钟的制度退火；

e、将退火后的磁粉芯放入恒温箱，首先在-80℃保温一小时，之 后升温到100℃保温一小时，如此循环5次完成老化处理。

之后测量了磁粉芯的磁性能。磁导率和损耗采用Iwatsu SY-8232 测量，测量条件分别为100kHz和0.1T。

表1.不同合金组成的非晶粉末性能

    合金组成   饱和磁感应强     度(T) 过冷液相 区(K) 最大非 晶粒度 松装密度 (g/cm³)     Fe₇₆Cr₁Mo₁Sn₂P₈C₂B₄Si₆    Fe₇₆Cr₁Mo₁Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₇₄Cr₂Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₇₄Cr₂Nb₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₇₄Cr₂Nb₂Al₂P₁₀C₂B₄Si₄    1.3     1.3     1.2     1.2     1.1     1.1     30     31     32     38     34     32   -150目   -150目   -80目   -80目   -80目   -100目     2.80     2.90     3.60     3.65     3.60     2.90

表2.不同合金组成的非晶磁粉芯性能

    合金组成   损耗(mW/cm³)   (0.1T，100KHz  )   初始磁导率   (f＝100kHz)     Fe₇₆Cr₁Mo₁Sn₂P₈C₂B₄Si₆    Fe₇₆Cr₁Mo₁Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₇₄Cr₂Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₇₄Cr₂Nb₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₇₄Cr₂Nb₂Al₂P₁₀C₂B₄Si₄    520     540     480     382     452     512     80.0     79.8     75.1     74.1     73.0     76.5

非晶粉末及相应的磁粉芯性能见表1和表2，非晶粉末的粒度可 以达到-80目，过冷液相区可以达到30K以上，甚至高于35K，饱和磁 感应强度在1.1T以上，松装密度在2.8g/cm³以上；磁粉芯磁导率大 于60，甚至大于70，损耗小于600mW/cm³。

实施例2

本实施例采用合金组成为Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶软磁粉末， 过冷液相区宽度38K，制备方法如实施例1所述。该粉末的饱和磁感 应强度1.2T。之后，分别采用此合金-100-+200目、-200-+300目、 -300-+400目、-400目粉末制备磁粉芯，制备方法如实施例1所述。

磁粉芯性能见表3和图6、图7。由表3可以看出，经440℃退火 的磁导率达到高于60。由图6可见，在＜5MHz频率范围内磁导率基本 不随测试频率而变化。由图7可见，直流偏磁特性在电感衰减到50％ 时的外场为约100Oe。综合而论，磁粉芯所用的粉末粒度优选在-200～ 400目，最优选在-300-+400目。

表3.不同合金组成的非晶磁粉芯性能

    粉末粒度(目)     损耗(mW/cm³)     (0.1T，100KHz)  磁导率(f＝100kHz)     -100-+200     -200-+300     -300-+400     -400     560     382     320     260  70  74.1  60.7  26

实施例3

本实施例采用合金成分为Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的-300-+400目 非晶软磁合金粉末，过冷液相区宽度38K，制备方法如实施例1所述。 该粉末的饱和磁感应强度1.2T。磁粉芯的制备方法如实施例1所述， 但是退火温度在280～480℃间变化。

磁粉芯性能见表4和图8、图9。由表4可以看出，其磁导率达 到最高的退火温度为440℃，此时损耗也最小，达到320mW/cm³。由 图8可以看出，在整个测试频率范围内，尤其是在＜5MHz下，磁导率 基本不随测试频率而变化。同时，由图9可以看出，直流偏磁特性在 电感衰减到50％时的外场为100Oe。综合而论，退火温度优选在400～ 440℃。

表4.不同退火温度下Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄非晶磁粉芯性能

    退火温度(℃)     损耗(mW/cm³)     (0.1T，100KHz)     磁导率(100kHz)     280     300     360     400     440     480     550     520     440     380     320     880     29     34     44     49     60     38

实施例4

本实施例采用合金组成为Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄的非晶软磁粉末， 过冷液相区宽度38K，制备方法如实施例1所述。该合金粉末的饱和 磁感应强度1.2T。之后采用此合金-300-+400目粉末制备磁粉芯，制 备方法如实施例1所述。

同时，为了与传统磁粉芯对比，分别选用-400-+500目 Fe₁₇Ni₈₁Mo₂、-300-+400目Fe₅₀Ni₅₀、-300-400目Fe₈₅Si₉Al₆粉末制备 磁粉芯，制备工艺如实施例l所述，只是作为绝缘剂的云母粉的含量 分别为2重量％、2重量％、2重量％，退火温度分别为600℃、600 ℃、550℃。

磁粉芯性能见表5，图10和图11。由表5可以看出，磁导率在同 为～60的情况下，非晶磁粉芯损耗达到320mW/cm³，较其他磁粉芯都 低，尤其是显著低于Fe₅₀Ni₅₀和Fe₈₅Si₉Al₆磁粉芯；且其较Fe₁₇Ni₈₁Mo₂和Fe₅₀Ni₅₀磁粉芯含Ni量大大降低，所以原材料成本大大降低。

表5.非晶磁粉芯与传统金属磁粉芯性能

    磁粉芯成分     损耗(mW/cm³)     (0.1T，100KHz)  磁导率(f＝100kHz)     Fe₇₂Cr₄Mo₂Sn₂P₁₀C₂B₄Si₄    Fe₁₇Ni₈₁Mo₂    Fe₅₀Ni₅₀    Fe₈₅Si₉Al₆    320     400     1200     1000  60  60  60  60