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金属软磁磁粉芯具有较高的饱和磁感应强度、较低的涡流损耗、突出的性价比,其广泛的运用于电力、电子、通信等领域。但是近年来,随着信息技术的飞速发展,对电磁元件性能的要求也越来越高,传统工艺制备的软磁磁粉芯已经无法满足实际需求。因此本文探索铁硅铝和铁硅软磁磁粉芯的高效制备工艺及机理,为开发损耗低、品质因数高、直流叠加特性良好及抗折强度高的磁粉芯产品提供理论和技术支持。粘结是磁粉芯制备的重要工艺,粘结剂是磁粉芯磁学性能和力学性能重要影响因素之一。本文分别以Al2(SO4)3改性硅溶胶和Al(H2PO4)3作为粘结剂,研究其对铁硅磁粉芯性能的影响。结果表明:(1)Al2(SO4)3对硅溶胶进行改性,改性剂用量从0增加至0.6%,磁粉芯有效磁导率和磁损耗呈下降趋势;直流叠加特性和品质因素Q呈上升趋势;而抗折强度是随着Al2(SO4)3用量的增加呈先增加后减小的趋势;综合各项性能,当Al2(SO4)3改性量为0.5%时,磁粉芯磁学性能与力学性能具有最佳效果,在100 k Hz下有效磁导率为62,直流叠加特性为79%,品质因素Q为70,100 k Hz、磁通密度50 m T下,磁损耗为425m W/cm3,抗折强度为19.04k Pa。(2)Al(H2PO4)3粘结剂添加量从1.5%增加到2.0%,100 k Hz下磁粉芯有效磁导率逐步下降;直流叠加特性逐步上升;品质因素Q和抗折强度随Al(H2PO4)3粘结剂添加量的增加呈先上升再下降的趋势,磁损耗则呈先下降再上升趋势。当Al(H2PO4)3粘结剂添加量为1.8%时,磁粉芯性能具备最佳效果,其有效磁导率为67.2,直流叠加特性为74%,品质因素Q为67,100 k Hz、磁通密度50 m T下,磁损耗为375m W/cm3,抗折强度达21.6 k Pa。市场上商用270060型破碎法铁硅铝软磁磁粉芯抗饱和能力不强,并且实际运用中机械强度低。通常在频率100 k Hz,直流磁场100 Oe下直流叠加特性在70%~80%之间,由于磁导率低,包覆层较厚和无机物添加量大,所以抗折强度也一般仅有10k Pa。本文通过以Zn(H2PO4)2表面改性的硅微粉为填料和粘结剂,探究Zn(H2PO4)2添加量对270060型破碎法铁硅铝磁粉芯磁学性能和抗折强度的影响,结果表明:当Zn(H2PO4)2用量为硅微粉质量的15%时,频率在1~1 000 k Hz范围内,磁导率约为24.8;频率为100 k Hz时,外加100 Oe直流磁场下,磁粉芯直流叠加百分比接近85%;频率为200 k Hz时,品质因素Q值达到141;频率为50 k Hz,磁通密度100m T时的磁损耗低于175 m W/cm3;此外,磁粉芯的抗折强度达到19.7 k Pa。制得的270026型铁硅铝磁粉芯样品,其磁学性能和力学强度都远优异于常规商用的270026型铁硅铝磁粉芯产品。磁粉粒径是磁粉芯磁学性能的主要影响因素之一。通过颗粒粒径的配比,可以大大改善磁粉芯涡流损耗、品质因素。本文主要通过正交实验,探究+200目、-200目~+250目、-250目~+400目、-400目四组粒径的配比对铁硅铝磁粉芯有效磁导率、品质因素Q、磁损耗的影响。结果表明:影响磁导率的显著性顺序为+200目>-200目~+250目>-250目~+400目>-400目。即磁粉中大粒径占比越高,磁粉芯有效磁导率越高;当粒径配比为11%+200目,11%-200目~+250目,11%-250目~+400目,67%-400目时磁粉芯具有最高的直流叠加特性,达到85.14%。同时通过方差分析粒径范围在-200目对品质因素有较显著影响;当粒径配比为11%+200目,11%-200目~+250目,22%-250目~+400目,56%-400目时磁粉芯具有最高品质因素102.5。