本申请涉及磁性合金材料，具体涉及一种铁基纳米晶合金、低矫顽力纳米晶磁芯及其制备方法。
背景技术：
1、铁基非晶合金是目前已经得到大规模应用的非晶合金之一，由于其独特的无序结构，表现出极其优异的软磁性能，如低矫顽力、低损耗等特点，广泛应用于各类电力电子的磁性器件中，具有显著的节能环保优势。通过对铁基非晶合金进行合适的热处理，可在非晶基体上析出细小、均匀的纳米晶体，从而得到纳米晶软磁合金。
2、随着现代电子电力设备逐渐向小型化、高效化和节能化发展，这就要求软磁合金材料具有高饱和磁感应强度(bs，有利于小型化)和低矫顽力(hc，有利于低损耗)。目前的软磁合金材料主要有钴基纳米晶和铁基纳米晶；其中，钴基纳米晶具备高bs和低hc，因此能够满足电子电力设备的要求，但由于钴属于昂贵金属，因此钴基纳米晶通常仅能用于一些要求质量较高的场合；铁基纳米晶的bs虽然能够达到较高水平，但由于其hc仅可以做到1a/m以内，例如finemet铁基纳米晶合金的hc水平为0.4-1a/m，利用上述铁基纳米晶合金制得的磁芯应用于磁通门传感器或b型漏电等领域时，由于hc水平较高(＞0.4a/m)，进而存在温飘大和零点漂移大、对称性差、测量精度低等问题，磁路的灵敏度和抗干扰能力受到了影响。
3、因此，目前急需制备一种成本低、饱和磁感应强度高、矫顽力低的纳米晶磁芯，来满足当前磁通门传感器、高精度电流互感器及线性扼流圈对软磁材料的需求。
技术实现思路
1、为了降低铁基纳米晶合金磁芯的矫顽力，本申请提供一种铁基纳米晶合金、低矫顽力纳米晶磁芯及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种铁基纳米晶合金，采用如下的技术方案：
3、一种铁基纳米晶合金，所述合金的分子式为feasibbccudnbe；其中，a、b、c、d和e为原子百分比，a、b、c、d和e的取值分别为70.5≤a≤73.5，13.5≤b≤16.5，8.5≤c≤9.5，0.5≤d≤1.5，2≤e≤4；所述a和b的原子百分比满足：86≤a+b≤88。
4、本申请通过优化合金的成分配比，并将各元素含量及fe、si元素的总量控制在上述范围内，获得了一种铁基纳米晶合金，该铁基纳米晶合金与相关技术中的finemet铁基纳米晶合金相比，其矫顽力hc在直流dc下可达到0.1-0.3a/m，并且兼具高磁导率与高饱和磁感应强度，初始磁导率达到25k-250k，饱和磁感应强度bs达到1.1-1.2t。本申请获得的铁基纳米晶合金与相关技术中的钴基纳米晶合金相比，制备成本低、并且矫顽力能够达到与钴基纳米晶合金基本相同的水平，因此具有很好的应用前景。
5、本申请基于finemet铁基纳米晶合金的成分配比，通过增加铁基纳米晶合金中的si元素含量，提高了铁基纳米晶合金的电阻率，从而有效降低涡流损耗，最终使铁基纳米晶合金矫顽力显著降低。但是fe、si元素总量中si元素含量过高会影响铁基纳米晶合金的饱和磁感应强度，进而降低铁基纳米晶合金非晶合金形成能力，影响后续合金条带的质量，因此，本申请通过试验探究发现，将各元素含量的原子百分比总量控制在上述范围内，获得的铁基纳米晶合金的磁感应强度和矫顽力优异，后续制得的合金条带的质量好。
6、可选地，所述铁基纳米晶合金的分子式为feasibb9cu1nb3。
7、在一个具体的实施方案中，所述铁基纳米晶合金的分子式可以为fe71.5si15.5b9cu1nb3、fe71.7si15.3b9cu1nb3、fe71si16b9cu1nb3、fe72.5si14.5b9cu1nb3、fe70.5si15.5b9.5cu1.5nb3或fe71.5si16.5b9cu1nb2。
8、可选地，所述铁基纳米晶合金的矫顽力hc为0.1-0.3a/m。
9、可选地，所述铁基纳米晶合金的磁感应强度bs为1.1-1.2t，初始磁导率ui为25k-250k。
10、第二方面，本申请提供一种由铁基纳米晶合金制备而成的低矫顽力纳米晶磁芯。
11、第三方面，本申请提供一种低矫顽力纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：称重配料、熔炼、重熔制带、磁芯热处理；
12、磁芯热处理：将重熔制带获得的合金条带绕卷磁芯，然后在真空炉/氮气炉经550-700℃热处理后1-2h后，风冷至室温，获得低矫顽力纳米晶磁芯。
13、可选地，所述磁芯热处理还包括磁场处理，所述磁场处理为横磁处理或纵磁处理，磁场处理温度为250-600℃。
14、本申请中，通过对纳米晶磁芯进行横磁或纵磁处理，能够进一步降低纳米晶磁芯的磁滞损耗，从而降低纳米晶磁芯的矫顽力。
15、在一些实施方案中，所述磁场处理温度可以为250-350℃、250-450℃、350-450℃、350-600℃或450-600℃。
16、在一个具体的实施方案中，所述磁场处理为纵磁处理，磁场处理温度为250℃、300℃、350℃、450℃或600℃。
17、可选地，所述重熔制带获得的合金条带的宽度为3-28mm，厚度为16-35μm。
18、第四方面，本申请提供的铁基纳米晶合金、低矫顽力纳米晶磁芯在磁通门传感器、高精度电流互感器及线性扼流圈中的应用。
19、综上所述，本申请具有以下有益效果：
20、本申请提供了一种铁基纳米晶合金feasibbccudnbe，通过将铁基纳米晶合金中各原子的原子百分比控制在以下范围：70.5≤a≤73.5，13.5≤b≤16.5，8.5≤c≤9.5，0.5≤d≤1.5，2≤e≤4，a和b的原子百分比控制为：86≤a+b≤88，制得的铁基纳米晶合金的矫顽力hc在直流dc下可低至0.1-0.3a/m，并且磁导率与饱和磁感应强度较高，其初始磁导率为25k-250k，饱和磁感应强度bs为1.1-1.2t。
1.一种铁基纳米晶合金，其特征在于，所述合金的分子式为feasibbccudnbe；其中，a、b、c、d和e为原子百分比，a、b、c、d和e的取值分别为70.5≤a≤73.5，13.5≤b≤16.5，8.5≤c≤9.5，0.5≤d≤1.5，2≤e≤4；所述a和b的原子百分比满足：86≤a+b≤88。
2.根据权利要求1所述的铁基纳米晶合金，其特征在于，所述铁基纳米晶合金的分子式为feasibb9cu1nb3。
3.根据权利要求1所述的铁基纳米晶合金，其特征在于，所述铁基纳米晶合金的矫顽力hc为0.1-0.3a/m。
4.根据权利要求3所述的铁基纳米晶合金，其特征在于，所述铁基纳米晶合金的磁感应强度bs为1.1-1.2t，初始磁导率ui为25k-250k。
5.一种低矫顽力纳米晶磁芯，其特征在于，所述低矫顽力纳米晶磁芯采用权利要求1-4中任一项所述的铁基纳米晶合金制备而成。
6.如权利要求5所述的低矫顽力纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称重配料、熔炼、重熔制带、磁芯热处理；
7.根据权利要求6所述的低矫顽力纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于，所述磁芯热处理还包括磁场处理，所述磁场处理为横磁处理或纵磁处理，磁场处理温度为250-600℃。
8.根据权利要求6-7中任一项所述的低矫顽力纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于，所述重熔制带获得的合金条带的宽度为3-28mm，厚度为16-35μm。
9.如权利要求1-2中任一项所述的铁基纳米晶合金、权利要求3-5中任一项所述的低矫顽力纳米晶磁芯及权利要求6-8中任一项所述的低矫顽力纳米晶磁芯的制备方法获得的低矫顽力纳米晶磁芯在磁通门传感器、高精度电流互感器及线性扼流圈中的应用。
