[0001] 本发明属于功能材料中软磁合金的技术领域，具体地讲是涉及一种低成本、高软磁性能的铁基纳米晶软磁合金。

[0002] 随着电力电子产业的迅速发展，电力电子设备向小型化、轻薄化、集成化、智能化和多功能化的方向发展，这对设备中电磁元件所用的软磁材料提出了更高的要求，即必须
具备高饱和磁感应强度、低矫顽力和低磁滞损耗等优异的综合软磁性能。尽管硅钢具有极
高的饱和磁感应强度，有利于减小电力电子设备的体积，但是其较低的磁导率和较高的铁
芯损耗使其难以在高频下使用。而铁基非晶、纳米晶软磁合金同时具有高的饱和磁感应强
度和低的磁滞损耗，因而成为当下材料科学工作者和产业界关注的焦点。将铁基非晶、纳
米晶软磁合金应用到电力电子变压器上时，其空载损耗仅为同容量的硅钢芯变压器20～
10
30％左右，美国通过使用这种变压器每年可节约近5×10 kW·h的空载损耗，节能产生的经
济效益约为35亿美元。同时，减少电力损耗也就降低了发电的燃料消耗，从而减少了诸如
CO2、SO2、NO、NO2等有害气体的排放量。这与国家在“十二五”规划中提出“加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平”的指导思想相一致。

[0003] 然而，传统的铁基非晶、纳米晶软磁合金含Co、Nb、Zr等贵重金属元素以及昂贵的B元素，因此较高的原材料成本限制了其大规模推广应用。

[0011] 下面通过几组实施例和对比例来对本发明作进一步的说明，但本发明并不仅仅限于这些实施例。

[0012] 根据本发明铁基纳米晶软磁合金的成分范围，我们制备了3组本发明实施例，并在相同条件下制备了1组对比例(FINEMET)，成分配比见表1(其中序号1-3为实施例1～
3，4为对比例)。

[0013] 各实施例和对比例的制备工艺以及性能检测方法如下：

[0014] (1)按表1的成分配比称取纯度大于99.5％的Fe、Si、P-Fe、C、Cu、Mn、Al、B-Fe、Nb(B和Nb为对比例含有的元素)；

[0015] (2)采用电弧熔炼炉熔炼由上述成分组成的母合金，反复熔炼3～5遍保证组分分布均匀，然后将熔炼好的母合金破碎，用蒸馏水、酒精清洗干净；

[0016] (3)采用单辊旋淬设备制备非晶薄带：将母合金加热到高温熔融状态，通过喷嘴喷射到铜辊上进行快速冷却制备非晶薄带，辊轮表面线速度为40m/s。

[0017] (4)退火晶化法制备纳米晶软磁合金：将上步所得的非晶薄带在真空退火炉中Ar气保护下进行晶化退火，实施例1～3的最优退火条件为480℃保温30min，对比例4的最
优退火条件为530℃保温1h。

[0018] (5)采用B-H回线仪测试纳米晶软磁合金的饱和磁感应强度Bs和矫顽力Hc，各实施例和对比例在不同退火温度下的矫顽力见表2。

[0019] 表1本发明实施例与现有典型纳米晶软磁合金FINEMET的成分比较

[0020]

[0021] 表2本发明实施例与现有典型纳米晶软磁合金FINEMET的性能比较

[0022]

[0023] 从表1可以看出：本发明铁基纳米晶软磁合金与传统的纳米晶软磁合金(FINEMET)相比，不含有贵重的Co、Zr、Nb、B等元素，因此本发明合金成分有着相对低廉的
成本优势。

[0024] 从表2可知：本发明铁基纳米晶软磁合金的矫顽力与FINEMET接近，但饱和磁感应强度可达1.71T远高于FINEMET，因此有着优异的软磁性能。

[0025] 由此可见，本发明铁基纳米晶软磁合金具有低成本、高软磁性能的优点，更适合规模生产，应用于电力电子变压器、互感器等领域。