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FeSi系金属磁粉芯具有高的饱和磁感应强度、优良的直流偏置性能、低矫顽力、低成本等特点,作为电感滤波器、扼流线圈等器件被广泛应用于各个领域,是当前的一个研究热点。 本文首先在FeSi系合金粉体基础上,采用机械破碎法制备了Fe95Si1B2P0.5Cu1.5片状粉体,饱和磁化强度Ms达到140Am2/kg,具有良好的软磁性能;然后,通过绝缘包覆、模压成型和热处理等工艺制备了Fe95Si1B2P0.5Cu1.5磁粉芯,并研究了其软磁性能;最后,采用纵向、横向磁场热处理工艺进一步改善了磁粉芯的软磁性能。 研究结果表明,Fe95Si1B2P0.5Cu1.5片状粉体的磁粉芯具有良好的软磁性能:其在1~200kHz内具有良好的频率稳定性,有效磁导率μe=49.1(f=1kHz);具有优良的直流偏置性能,μe=20.4(H=10400A/m);初始磁导率μi=39.8,最大磁导率μm=491.2,矫顽力Hc=926.3A/m,损耗Pu=1492.1J/m3,饱和磁感应强度Bs=0.503T,剩余磁感应强度Br=0.189T,矩形比Br/Bs=0.376;伏安特性U=32.1mV(I=9A)。 经过纵向磁场热处理之后,Fe95Si1B2P0.5Cu1.5磁粉芯的剩余磁感应强度Br和矩形比Br/Bs上升,在1kHz时μe增大,且伏安特性显著改善。当纵向磁场热处理工艺为热处理温度T=450℃、保温时间t1=180min、磁场强度H=2340A/m、加磁时间t2=240min时,磁粉芯有最佳的软磁性能:μe=52.7(f=1kHz),直流偏置性能μe=22.0(H=10400A/m),Br/Bs=0.477;伏安特性U=35.4mV(I=9A)。 经过横向磁场热处理之后,Fe95Si1B2P0.5Cu1.5磁粉芯的恒磁性能显著提高,其Br和Br/Bs值下降,在100kHz时的μe增大。当横向磁场热处理工艺为热处理温度T=450℃、保温时间t1=180min、磁场强度H=56000A/m、加磁时间t2=240min时,磁粉芯有最佳软磁性能:μe=51.2(f=1kHz),直流偏置性能μe=21.8(H=10400A/m),Br/Bs=0.285;伏安特性U=29.9mV(I=9A)。