软磁磁粉芯的制备与性能研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaofch22
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
软磁磁粉芯作为软磁材料系列重要组成部分具有独特的性能,被广泛用于电讯、雷达、电视、电源、太阳能发电等技术中作为电感滤波器、调频扼流圈、开关电源主振铁芯及逆变器,其工作频率可以从数十赫兹到兆赫兹范围。当今信息社会要求磁性器件向小型化、智能化、高集成化和超快速化等方向发展。磁粉芯具有高电阻、高频损耗低,高宽恒导磁等磁性能,使得其在许多应用场合是其它软磁材料难以比拟的。本文的研究工作是以粉末冶金生产工艺为基础,以传统磁粉芯的工业生产工艺过程为借鉴而进行的。系统研究了绝缘包覆、压制成型、去应力退火等制备工艺对FeSiAl磁粉芯和Fe74Cr2MO2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉芯磁性能的影响,制备出了性能较高的磁粉芯。运用改进工艺制备出性能较高的FINEMET纳米晶磁粉芯。在此基础上,研究了磁退火处理对三种金属软磁磁粉芯性能的影响。主要结论如下:   ⑴大粒度磁粉制备的FeSiAl磁粉芯的磁导率较大,损耗也很高。通过适当的磁粉粒度配比可以有效地降低磁粉芯的损耗,提高磁粉芯的频率特性。实验发现FeSiAl磁粉芯最佳的粒度配比为:-100~+150目占4%,-150~+250目占8%,-250~+320目占34%,-320目占54%。   ⑵有机+无机绝缘包覆方法适合制备高性能的金属磁粉芯。添加绝缘介质可提高磁粉芯的电阻率,降低涡流损耗,提高品质因数。绝缘介质过多会使磁粉芯中非磁性物质比例增大,磁导率降低。增加成型压力可以提高FeSiAl磁粉芯的压溃强度、密度、磁导率,降低矫顽力和损耗:但是过高的压力会使磁粉芯的磁导率降低。增加退火温度能够有效地提高FeSiAI磁粉芯的磁导率,降低磁滞损耗和矫顽力;过高的退火温度会增大磁粉芯的涡流损耗,降低磁导率。研究结果表明,FeSiAl磁粉芯的最佳制备工艺参数为:绝缘剂添加量为1.0%,成型压力为1800MPa,退火温度为660℃,退火时间为lh。相应的磁性能为:50kHz,0.05T下,磁导率为128,损耗低于80mW/cm3。该性能已达到国内领先水平。   ⑶磁场退火工艺对FeSiAl磁粉芯具有一定的影响。纵向磁场退火可提高磁粉芯的磁导率,降低损耗。横向磁场退火可降低磁导率和损耗。纵向磁场退火获得的磁粉芯性能较好。   ⑷研究发现,Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉芯最佳的磁粉配比为:+200目占5%,-200~+250目占9%,-250~+320目占11%,-320~+500目占35%,-500目占40%。   ⑸非晶磁粉芯的涡流损耗和磁滞损耗均随绝缘剂添加量的增加而降低,其中涡流损耗降低幅度较大;绝缘剂添加量过高或过低都会降低非晶磁粉芯的磁导率。增大成型压力能够有效地增加非晶磁粉芯的磁导率,降低损耗和矫顽力,但成型压力过大,会降低非晶磁粉芯的性能。增加退火温度能够有效地增大非晶磁粉芯的磁导率,降低损耗。但退火温度过高会使非晶磁粉晶化,生成导电性较差的非磁性相,降低磁导率。   ⑹实验发现.Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4。非晶磁粉芯的最佳制备工艺参数为:绝缘剂添加量为5.O%,成型压力为1600MPa,退火温度为400℃,退火时间为lh。相应的性能为:4000kHz,20A/m下,非晶磁粉芯的磁导率为45,总损耗为6mW/cm3。   ⑺磁场退火对非晶磁粉芯磁导率影响较小。纵向磁场退火能够增大非晶磁粉芯的总损耗,横磁场退火能够降低非晶磁粉芯的总损耗。   ⑻与传统的纳米晶磁粉芯制备工艺相比,改进的纳米晶磁粉芯制备工艺能够有效地能够提高磁导率,降低损耗,提高品质因数。提高磁性能的原因在于,改进的工艺能够较好的释放磁粉的内应力。   ⑼实验发现,纳米晶磁粉芯较好的磁粉粒度分布为:-500目占3.5%,-320~+500目占11.6%,-250~+320占25.8%,-200~+250占48.5%,-150~200目占5.2%,-100~+150占5.7%。运用该粒度分布,制备出的磁粉芯具有较高的磁性能:在1.6A/m,8000kHz下,磁导率61,总损耗为3.5 mW/cm3。   ⑽对FINEMET纳米晶磁粉芯的磁场退火研究发现:纵向磁场退火可有效提高磁粉芯的磁导率,横向磁场退火降低磁导率;横向磁场退火比纵向磁场退火更有利于降低磁粉芯的磁损耗,纵向磁场退火处理有利于综合性能的提高。
其他文献
工业废水尤其是有机废水的排放是造成水污染的一个重要源头,对其处理的好坏直接关系到国家经济的可持续发展与国民的健康。难降解有机物是处理工业有机废水的难题。较具代表
离子液体作为近年来兴起的一类极其应用前景的绿色溶剂,为纤维素溶剂体系开辟了一个新领域。本论文以氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]CD离子液体为溶剂,制备了纤维素浓溶液,研究
纳米Ag/PMMA复合材料具有优良的光学、电学等性能,近年来成为研究热点之一。本文采用原位法,在PMMA基体中原位合成纳米银粒子,得到纳米银粒子均匀分散的纳米Ag/PMMA复合薄膜
学位
轻质高强铝合金由于其卓越的综合性能广泛应用于航空航天、汽车等领域。Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Si、Ti和Zn均是铝合金中重要的合金元素或常见的添加元素,这些元素能不同程度地改
石墨烯是由sp2杂化的单层碳原子组成的六角蜂巢状结构,只有一个原子层厚度,为0.34nm。在氧化还原法制备石墨烯的过程中,采用氧化石墨烯(GO)为原料,经化学或热还原方式还原是
本文研究了Ti-Ni-Hf-Sn、Ti-Ni-Hf-Ag体材料和Ti-Ni-Hf-Ag薄带的组织结构、马氏体相变行为、力学性能和形状记忆效应;并阐明了热处理工艺对Ti-Ni-Hf-Ag薄带的影响规律。研究
目前,把纳滤膜应用于市政废水深度处理领域的主要问题是:膜污染造成的水通量下降及膜寿命的降低,这也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。   本次实验以MBR出水为
由于SnO2基薄膜的电阻率低、在可见光区的透过率高和优异的光电特性,使得SnO2及其掺杂化合物薄膜广泛应用于透明电极材料、液晶显示器、太阳能电池、光电子器件、热反射镜等领域。本文的一个设想是:通过引入TiO2-SiO2复合层,已期达到消减SnO2:F(FTO)薄膜干涉色的作用,并且可以起到阻挡玻璃中Na+离子扩散进FTO薄膜中破坏FTO电学性能的作用。本文以钛酸丁酯、正硅酸乙酯、无机金属盐SnCl
随着中国经济的发展,电子产业技术发展和电子产品更新换代速度的加快,社会公众对电子类产品的需求不断更新和膨胀,因而产生了大量的电子废弃物。电子废弃物已经成为一个棘手的环
理论上根据复合材料磁电耦合的乘积效应,以具有高磁致伸缩效应的CoFe2O4(CFO)为铁磁相,以MPB附近压电性优异的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)固溶体为铁电相制备的磁电复合材料应