金属磁粉芯绝缘包覆研究进展

金属磁粉芯具有低损耗、高饱和磁感应强度和优异的频率稳定性等特点,获得了越来越广泛的应用.金属磁粉的绝缘包覆工艺是研究磁粉芯的关键,也是直接影响其性能的重要因素之一.分类介绍金属磁粉的有机包覆、无机包覆和复合包覆对磁粉芯磁学性能的影响以及相关研究进展,并指出新包覆工艺的开发将成为未来磁粉芯研究的热点.     

绝缘粘结剂对FeSiAl磁粉芯性能的影响

采用粉末冶金方法制备FeSiAl磁粉芯,探讨了水玻璃和硅酮树脂两种绝缘粘结剂对FeSiAl磁粉芯的有效磁导率μe、涡流损耗Pe、品质因数Q的影响,并结合扫描电镜观察了样品的微观形貌。结果表明:绝缘粘结剂的总添加量为2.5wt%的情况下,采用硅酮树脂绝缘粘结剂与水玻璃绝缘粘结剂的磁粉芯相比,前者具有更高的有效磁导率μe、更低的涡流损耗Pe以及更高的品质因数Q;材料内部存在较少的疏松、孔隙等组织缺陷,致密化程度高。     

FeSiAl磁粉表面绝缘包覆及热处理对磁粉芯磁性能的影响

从减小铁硅铝磁粉芯的涡流损耗和磁滞损耗出发,将FeSiAl磁粉通过单层树脂包覆、磷化/树脂复合包覆、磷化/硅烷复合包覆方法制得绝缘包覆磁粉,用模压成型法制备磁粉芯,并通过退火热处理消除其内应力。结合SEM、XRD及XPS分析磁粉表面形貌及成分组成,采用LCR电桥及阻抗分析仪测试磁粉芯磁性能。研究发现,铁硅铝磁粉双层包覆较单层树脂包覆处理后的磁粉芯磁性能更优,其中磷化/硅烷复合处理效果最佳,在5MHz频率附近其Q值约是单层树脂包覆处理的5倍,是磷化/树脂复合处理的3倍。退火热处理能释放磁粉芯残余内应力,改善磁导率。随热处理温度升高,磁导率增高。在0~7MHz频率,400℃为提高FeSiAl磁粉芯磁导率和品质因素Q值综合性能的最佳热处理温度。     

包覆锰锌铁氧体的FeSiAl磁粉及其磁粉芯性能

用化学共沉淀法在扁平化的FeSiAl粉末表面包覆不同含量的Mn-Zn铁氧体,经冷压成型制备磁粉芯,在660℃氮气保护下退火1h。用XRD分析粉末的相结构,用振动样品磁强计测试粉末的磁性能,用动态磁滞回线测试装置测试磁粉芯的功率损耗。研究结果表明,随着铁氧体包覆量的增加,铁硅铝磁粉饱和磁化强度下降,磁粉芯损耗降低。在100k Hz/300m T测试条件下,包覆量为6%时制备的FeSiAl磁粉芯的损耗降为46.5W/kg。继续提高铁氧体的包覆量,损耗变化不明显。     

FeNi含量对FeSiAl/FeNi复合磁粉芯性能的影响

对气雾化法制备的250目FeSiA和400目FeNi磁粉分别进行绝缘包覆,然后按不同质量比混合,经压制成型,制得复合磁粉芯,研究了FeNi细粉的掺入量对复合磁粉芯性能的影响。结果表明,向FeSiAl磁粉中添加FeNi细粉可以提高复合磁粉芯的容积密度和有效磁导率,但损耗也增大。掺入适量的FeNi细粉可有效提高复合磁粉芯的坯体的最大荷重。同时,也可以有效提高复合磁粉芯的直流偏置特性,掺入50 wt%FeNi细颗粒的复合磁粉芯在100 Oe外加直流磁化磁场下显示的直流偏置特性达71.2%。     

退火处理对温压FeSiAl软磁粉芯性能的影响

采用粉末冶金温压成形技术制备了FeSiAl软磁粉芯,研究了退火处理对其磁导率、磁损耗的影响。结果表明,在退火温度25~720℃范围内,有效磁导率随温度升高而迅速增大,660℃时达到最高值91.3(100 k Hz),随后急剧下降。磁损耗经过退火处理后比未经退火处理的略高。     

纯铁磁粉芯的磁特性研究

采用化学包覆法制取纯铁粉芯,测量了绝缘介质的理化特性,纯铁磁粉芯磁导率的直流、交流稳定性,温度稳定性和磁性能。用此包覆工艺可以制取功率损耗低。温度稳定性同的纯铁磁粉芯,具有广阔的市场应用前景。     

温压工艺参数对FeSiAl磁粉芯密度和磁性能的影响

采用粉末冶金温压工艺制备FeSiAl磁粉芯,研究了温压工艺中的温度和压力对FeSiAl磁粉芯的密度、磁导率和磁损耗等性能的影响.结果表明,温压可以明显提高FeSiAl磁粉芯的压制密度和有效磁导率,降低磁损耗;当温压的温度和压力分别为120℃和900 MPa时,FeSiAl磁粉芯的综合性能最佳:密度为6.65 g/cm3...     

氮化处理FeSiAl合金粉及其磁粉芯的性能

将不同球磨时间的FeSiAl合金粉经高温氮化处理后,冷压成型、873K退火1h制得磁粉芯。分别用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、振动样品磁强计观测粉末的形貌、晶体结构、成分和饱和磁化强度,利用动态磁滞回线测试装置测试磁粉芯的功率损耗。结果表明,延长球磨时间磁粉芯的损耗降低,随着氮化时间延长,磁粉的饱和磁化强度降低,磁粉芯的损耗先降低,后维持不变。球磨60 h氮化90 min粉末的饱和磁化强度达77.53 A·m2/kg,所制备的磁粉芯在100k Hz/300m T测试条件下功率损耗为58.18 W/kg。     

粉末冶金法制备的P-铁氧体包覆铁粉芯材料

在不采用贵重金属、简化工艺的思路下,采用传统的粉末冶金法结合绝缘涂层包裹高纯度雾化铁粉的工艺制备了不同成分的P-铁氧体包覆铁粉芯软磁复合材料。研究发现,当铁氧体含量0.6 wt%、P含量0.45wt%时,材料的静态软磁性能最好,饱和磁感应强度达1.61 T,矫顽力小于159 A/m且最大磁导率接近4000。从商业化降低成本的角度考虑,以更为廉价的还原铁粉为原料制备了材料并进行了性能对比。结果表明,纯度较低且形状不规则的还原铁粉不适宜用作高性能铁粉芯软磁复合材料的原料。     

球磨时间对FeSiAl磁粉的扁平化和磁性能的影响

采用湿法滚动球磨工艺对FeSiAl磁粉进行扁平化处理,通过绝缘包覆工艺对粉末进行改性制备成浆料,并经过涂布和层压工艺制备成吸波片样品。研究球磨时间对粉末粒度、形貌和物相的影响,进而对所制备的吸波片的电磁参数和吸波性能进行分析评价。研究结果表明,FeSiAl磁粉经搅拌球磨5~10h后,D50由45μm增大到53μm,片厚由4μm减小到2μm,有较好的扁平化效果,且扁平化充分的磁粉有较好的电磁波吸收特性。XRD分析表明球磨工艺没有改变FeSiAl粉末的相结构。随着球磨时间延长,大长径比的磁粉所占比重增加,磁导率实部和虚部均增大,当球磨10h时,-200~+270目磁粉在13.56MHz磁导率实部达到69,虚部达到18。     

Electrostatic powder coating of insulating surfaces using analternating polarity internal corona gun

An internal-corona (IC) gun operated at 1-Hz alternating polarity (AP) was used in an attempt to powder coat insulating plastic plates without using conductive primers, metal backings or ion “backings.” The IC gun was effective in charging the powder particles and emitted very few free ions, but it required frequent cleaning. The Q/M ratios obtained using DC voltage were very good, with negative polarity better than positive. The use of charge separation electrodes verified that the 1-Hz AP gun emitted “waves” of oppositely charged particles. The charged powder average velocity between the gun and the target (3.8 m/s) was calculated from the measured transit time (0.13 s), and was dominated by the airflow. The current waveform produced by the charged particle motion yielded results consistent with the Q/M data and the measured transit time. The measured saturation surface charge densities (σ_s) were used together with the total Q/M ratios to calculate the saturation surface mass densities, which were in good agreement with the measured values (0.3-0.5 g/m²)     

金属磁粉心的研究与发展

金属磁粉心具有优异的软磁性能,广泛应用于电感元件和变压器等领域.概括介绍了金属磁粉心的发展情况,重点对其磁性能的影响因素(粉料、绝缘包覆、成型和烧结等)进行了分析.     

铁硅合金粉末的改性硅溶胶表面包覆及其磁粉芯性能

利用改性硅溶胶包覆液对气雾化Fe-6.5%Si软磁合金粉末进行表面绝缘处理并制备磁粉芯,考察了不同包覆液用量对铁硅磁粉芯性能的影响。结果表明,经包覆处理的合金粉末表面存在均匀的氧化物绝缘层;磁粉芯样品在测试频率范围具有良好的恒磁导率和高频特性;随着包覆液用量的增加,磁粉芯样品的磁导率相应减小、直流叠加性能明显提高,损耗则表现出先减小再增大的趋势。当包覆液用量为1.0 wt%时,样品的恒定磁导率为78,50k Hz、50m T条件下的功耗为170 m W/cm3,直流叠加场为10m T时磁导率百分比为55%,表明适当的粉末表面包覆层有利于获得高性能的铁硅磁粉芯。     

SiO_2包覆对FeSiCr磁粉心性能的影响

首先将FeSiCr金属粉末经0.9 wt%磷酸磷化处理,然后对其采用SiO_2进行包覆、成型及退火处理制备了FeSiCr磁粉心,研究了SiO_2包覆量对FeSiCr磁粉心电阻率、功率损耗、直流叠加特性、磁导率及其频率特性的影响。结果表明,采用SiO_2包覆会降低磁粉心的密度、磁导率与饱和磁化强度,但是可以提高电阻率与截止频率,减小功耗,改善直流叠加特性。