МАГНИТНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА Российский патент 2002 года по МПК C22C19/07 C22C45/04 H01F1/153 

Описание патента на изобретение RU2187573C2

Изобретение относится к области металлургии, а именно к магнитным сплавам на основе кобальта, которые способны иметь низкую остаточную магнитную индукцию.

Одним из условий применения магнитного сплава в качестве магнитомягкого материала является низкая величина магнитострикции насыщения. Низкую магнитострикцию можно получить в сплаве на основе кобальта, содержащего железо, марганец, кремний и бор [1]. При использовании этого сплава для изготовления записывающих магнитных головок необходимо дополнительно к низкой магнитострикции иметь высокую магнитную индукцию насыщения и высокую магнитную проницаемость. Для этой цели предлагается сплав с аморфной структурой [2], имеющий формулу (CoaFe1-a)100-(b+c)MnbBc-dSid, где а=0,96-0,99, b=3-5, с= 16-18, d=2-6, c-d≥10. Сплав указанного выше состава имеет магнитную индукцию насыщения более 1,09 Тл и магнитную проницаемость 5000.

В качестве прототипа сплава с аморфной структурой, способного иметь низкую остаточную магнитную индукцию, выбран сплав [3], состав которого в атомных % можно представить в виде формулы (COaNibTcMnbFeе)100-t(SixByMz)t,
где а=0,39-0,99, b=0-0,4, с=0-0,08, d=0,01-0,13, е=0-0,02, d+c=0,01-0,13, a+b+c+d+e= 1, t= 18-35, xt=8-24, yt=4-24, zt=0-8, x+y+z=1, причем группу Т представляют Cr, No, W, V, Nb, Та, Ti, Zr, Hf, а группу М представляют Р, С, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Be. Из анализа формулы сплава-прототипа следует, что нижняя граница содержания никеля, железа и элементов из групп Т и М равны нулю, то есть эти элементы могут отсутствовать в сплаве. Кроме того, минимальное содержание марганца составляет 0,65 ат.%, минимальное содержание кремния - 8 ат.%, а максимальное содержание железа - 1,64 ат.%.

Сплавы с низкой остаточной магнитной индукцией Вr имеют величину коэффициента прямоугольности петли магнитного гистерезиса Кп=Br/Bs меньше 0,1, причем Вr - остаточная магнитная индукция, Вs - магнитная индукция насыщения. Кривая намагничивания такого сплава имеет линейный характер. При высокой линейности кривой намагничивания отношение максимальной магнитной проницаемости μmax к начальной магнитной проницаемости μн приближается к единице.

Степень линейности кривой намагничивания также тесно связана с величиной константы магнитной анизотропии Кu, наведенной в процессе термомагнитной обработки в поперечном магнитном поле. При этом, чем выше величина Кu, тем меньше величина начальной магнитной проницаемости μн, а величина отношения μmaxн приближается к единице. Отметим также, что сплавы, способные иметь низкую остаточную магнитную индукцию имеют также высокий коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса Кп>0,9 после отжига в продольном магнитном поле.

Для получения магнитного сплава с аморфной структурой, который после отжига в поперечном магнитном поле имеет линейную кривую намагничивания, предлагается содержание железа в сплаве иметь в интервале 1,65-5 ат.%. Это позволяет поддерживать на высоком уровне магнитную индукцию насыщения. Железо и марганец в сумме должны составлять 4-8 ат.%, чтобы магнитостриция насыщения была близка к нулю. Для увеличения константы наведенной магнитной анизотропии содержание кремния должно находиться в интервале 2-8 ат.%. Кремний и бор в сумме должны составлять 16-24 ат.%, чтобы сохранить достаточно высокую магнитную индукцию насыщения. Таким образом, предлагается магнитный сплав с аморфной структурой, способный иметь низкую остаточную магнитную индукцию, содержащий кобальт, железо, марганец, кремний и бор, отличающийся тем, что сплав содержит компоненты при следующем соотношении, ат.%: железо 1,65-5, марганец 2-6, кремний 2-8, бор 10-20, кобальт остальное, причем сумма железа и марганца составляет 4-8 ат.%, а сумма кремния и бора составляет 16-24 ат.%.

Примеры. В индукционной вакуумной печи выплавляли сплавы на основе кобальта, содержащие железо, марганец, кремний и бор. Разливку расплава производили на установке "Сириус 150/0.02М". Толщина полученной аморфной ленты составляла 25 - 30 мкм. Ленту сматывали в тороидальные магнитопроводы с наружным диаметром - 32 мм, внутренним диаметром - 20 мм и высотой - 10 мм. Затем магнитопроводы отжигали при оптимальной температуре. В процессе отжига и охлаждения магнитопроводы находились в поперечном магнитном поле, направленном перпендикулярно торцевой поверхности магнитопровода. В таблице представлены результаты измерения коэффициента прямоугольности петли магнитного гистерезиса Кп= Вr/B800, величины магнитной индукции B800 при напряженности магнитного поля 800 А/м и отношения μmaxн. Из таблицы следует, что предложенные сплавы обладают низкой остаточной магнитной индукцией, высокой степенью линейности кривой намагничивания и достаточно высокой магнитной индукцией B800 более 0,9 Тл. Во всех сплавах начальная относительная магнитная проницаемость находилась в интервале 1000-2000, что ниже, чем в сплаве-прототипе (более 2000). Это указывает на большую эффективность термомагнитной обработки в поперечном магнитном поле и достижению более высокой наведенной магнитной анизотропии.

Источники информации
1. Патент ФРГ 3021536, H 01 F 1/14, С 22 С 19/07, 1980.

2. Патент ЕПВ 0088244, С 22 С 1/00, H 01 F 1/14, 1986.

3. Патент США 5200002, С 22 С 19/07, H 01 F 1/047, 1993.

Похожие патенты RU2187573C2

название год авторы номер документа
МАГНИТОПРОВОД 2000
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Белозеров В.Я.
  • Зеленин В.А.
RU2190275C2
МАГНИТОПРОВОД 1996
  • Кейлин В.И.
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Зеленин В.А.
  • Белозеров В.Я.
  • Хлопунов С.И.
RU2115968C1
МАГНИТОМЯГКИЙ АМОРФНЫЙ СПЛАВ 1996
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Кейлин В.И.
  • Белозеров В.Я.
RU2098505C1
МАГНИТОПРОВОД 1998
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Кейлин В.И.
  • Белозеров В.Я.
RU2149473C1
МАГНИТНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕНТЫ ИЗ НЕГО 1992
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Коробка О.Б.
RU2009249C1
ЖЕСТКИЙ ЛЕНТОЧНЫЙ СЕРДЕЧНИК И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 1992
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Белозеров В.Я.
  • Дорошенко Б.Б.
  • Хлопунов С.И.
  • Кейлин В.И.
RU2041512C1
АМОРФНЫЙ СПЛАВ С ВЫСОКОЙ НАЧАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ 1991
  • Кейлин В.И.
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Белозеров В.Я.
RU2009246C1
ДРОССЕЛЬ 1992
  • Кейлин В.И.
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Белозеров В.Я.
  • Дорощенко Б.Б.
  • Хлопунов С.И.
RU2038640C1
МАГНИТОМЯГКИЙ АМОРФНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА 1991
  • Кейлин В.И.
  • Белозеров В.Я.
  • Стародубцев Ю.Н.
RU2009257C1
ЛЕНТОЧНЫЙ СЕРДЕЧНИК ДЛЯ РАБОТЫ В СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 1992
  • Белозеров В.Я.
  • Стародубцев Ю.Н.
  • Дорощенко Б.Б.
  • Кейлин В.И.
RU2009248C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 187 573 C2

Реферат патента 2002 года МАГНИТНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА

Изобретение относится к области металлургии, а именно к магнитомягким сплавам на основе кобальта с низкой остаточной магнитной индукцией. Магнитный сплав на основе кобальта с аморфной структурой содержит компоненты при следующем соотношении, ат.%: железо 1,65-5, марганец 2-6, кремний 2-8, бор 10-20, кобальт остальное, причем сумма железа и марганца составляет 4-8 ат. %, а сумма кремния и бора составляет 16-24%. Сплав характеризуется низкой остаточной индукцией, высокой степенью линейности кривой намагничивания и магнитной индукцией B800 более 0,9 Тл. Сплав может применяться с большой эффективностью для термомагнитной обработки в поперечном магнитном поле. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 187 573 C2

Магнитный сплав на основе кобальта с аморфной структурой, способный иметь низкую остаточную магнитную индукцию, содержащий железо, марганец, кремний и бор, отличающийся тем, что сплав содержит компоненты при следующем соотношении, ат.%:
Железо - 1,65-5
Марганец - 2-6
Кремний - 2-8
Бор - 10-20
Кобальт - Остальное
причем сумма железа и марганца составляет 4-8 ат.%, а сумма кремния и бора - 16-24 ат.%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2187573C2

АМОРФНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА С УЛУЧШЕННЫМ СОСТОЯНИЕМ ПОВЕРХНОСТИ 1991
  • Кейлин В.И.
  • Белозеров В.Я.
  • Стародубцев Ю.Н.
RU2009245C1
RU 20009248 С1, 15.03.1994
US 5200002 A, 06.04.1983
Прибор для определения прогибов инженерных сооружений 1950
  • Мокин Е.Г.
SU88244A1
JP 61261451 А, 19.11.1986.

RU 2 187 573 C2

Авторы

Стародубцев Ю.Н.

Белозеров В.Я.

Даты

2002-08-20Публикация

2000-10-17Подача