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磁粉芯作为一种复合软磁材料,通过粉末冶金工艺压制而成。磁粉芯具有良好的综合性能,它既综合了金属软磁材料和铁氧体软磁材料的优点,同时也可最大限度克服二者的不足。随着科技的快速发展,电子器件向着小型化、大容量、高精度及高灵敏度方向发展,因此要求磁粉芯具有高的饱和磁感应强度、高磁导率、低损耗等优异的性能。FeSiB磁粉芯的饱和磁感应强度较高、损耗较低、直流偏置性能好以及耐腐蚀性好,具有广阔的应用前景。不同粒度的FeSi B磁粉制备的非晶磁粉芯的磁性能不同。FeSiB磁粉粒度较小时,制备的磁粉芯的磁损耗较低,但是磁导率也较低;而磁粉粒度较大时,制备的磁粉芯的磁导率较高,但是磁损耗也较高。针对这一问题,本文针对不同粒度的FeSiB磁粉制备的磁粉芯具有不同的优缺点展开研究。(1)本文针对600目FeSiB磁粉制备的非晶磁粉芯,具有较低的磁损耗,但磁导率也较低,通过添加铁粉制备FeSiB/Fe复合磁粉芯来提高磁导率。主要研究了铁粉含量、磷化处理、磷化液浓度、压制压力及热处理对FeSiB/Fe复合磁粉芯磁性能的影响。通过实验得出结论:铁粉的添加可以有效提高FeSiB非晶磁粉芯的磁导率及饱和磁化强度,但是磁损耗也随着升高。通过对铁粉进行磷化处理,可以保障磁粉芯具有较高磁导率的前提下降低损耗,尤其Fe含量为20wt.%的FeSiB/Fe复合磁粉芯,在50mT、100kHz测试条件下,未被磷化时复合磁粉芯磁损耗为182.1W/kg,而磷化后复合磁粉芯的磁损耗为141.3W/kg,相对降低了22.5%,而且磁导率基本没有变化。基于上述实验,本文对制备工艺进行了优化。实验表明磷化液浓度、压制压力及热处理温度对复合磁粉芯性能影响很大。当铁粉添加量为20wt.%,磷化液浓度为4wt.%,在压制压力为1200MPa,退火温度为450℃时,得到此最佳工艺制备的复合磁粉芯,其磁导率为42.3,磁损耗为141.3W/kg。(2)针对300目FeSiB磁粉制备非晶磁粉芯,具有较高的磁导率,但磁损耗也较高。第一种方案是通过添加铁氧体制备FeSiB/铁氧体复合磁粉芯来降低磁损耗。主要研究了铁氧体粒径、含量对FeSiB/铁氧体复合磁粉芯的性能影响。通过实验得出结论:不同粒径的铁氧体对复合磁粉芯性能影响很大;添加500目铁氧体粉末的复合磁粉芯的磁性能比含有300目和700目铁氧体的复合磁粉芯磁性能较好。在50mT、100kHz测试条件下,铁氧体含量为10wt.%的复合磁粉磁导率为41.0,其磁损耗为115W/kg。相比与FeSiB非晶磁粉芯的磁损耗降低了24.8%,而磁导率有所降低。铁氧体含量对复合磁粉芯的性能影响也很大;含4wt.%铁氧体的复合磁粉芯的磁导率最高为42.4;未添加铁氧体的FeSiB磁粉芯的磁导率为43.3;含4wt.%铁氧体的复合磁粉芯的磁导率基本没有降低。随着铁氧体含量继续增加,复合磁粉芯的磁导率开始下降。随着铁氧体的含量增加,复合磁粉芯的磁损耗随着降低,Q值也会增加。在100kHz条件下,未添加铁氧体的FeSiB磁粉芯的磁损耗为152W/kg,而添加铁氧体质量分数为8wt.%的复合磁粉芯的磁损耗为120W/kg,后者降低了21.7%。第二种方案是通过对FeSiB非晶磁粉进行磷酸盐-有机硅树脂复合包覆来降低磁粉芯的磁损耗。主要研究了磷酸盐-有机硅树脂复合包覆、磷化液浓度及磷化温度对磁粉芯性能的影响。通过实验得出结论:磷酸盐-有机硅树脂复合包覆能够有效降低FeSiB磁粉芯的磁损耗。与未处理的FeSiB磁粉芯相比较,复合包覆的FeSiB磁粉芯的磁损耗降低了30.8%,但是同时也降低了磁粉芯的磁导率。磷化液浓度为6%时,复合包覆的FeSiB磁粉芯的磁损耗最低,相比较于未磷化处理的FeSiB磁粉芯降低了38.5%。磷化温度对磷化效果影响很大。150℃时磷化效果最好,磁粉芯的磁损耗最低,磁导率也较高,所以磷化温度为150℃时,具有较好的综合磁性能。