带厚对非晶纳米晶铁芯软磁性能的影响

研究了带材厚度对非晶纳米晶环形铁芯软磁性能的影响,铁芯由不同厚度标称成分为1K101及1K107B的带材制成。在氮气保护下热处理后测试铁芯软磁性能。研究结果表明,铁芯动态损耗值、矫顽力和剩磁随带材厚度的减小逐渐减小,带材厚度影响铁芯的热稳定性。选用较薄带材绕制铁芯,可减小铁芯体积,提高器件运行稳定性。薄带在热处理前后韧性较厚带更好,可有效提高铁芯绕制及热处理后的加工效率。     

频率和磁场强度对非晶及纳米晶合金带材磁性能的影响

研究了频率(f10 kHz)和磁场强度对商业非晶合金1K101和纳米晶合金1K107成品带材铁芯的损耗Pc和幅值磁导率μa的影响。结果表明,两种带材铁芯损耗Pc均正比于磁感应强度B的平方(Pc∝B2)及正比于频率f的平方(Pc∝f2);两种带材铁芯的μa都随B增加到一定值然后下降;当频率f为200 kHz时,1K107合金带材在B为0.4 T时最大幅值磁导率μa=27273.3;1K101合金带材在B=0.7 T时具有最大幅值磁导率μa=6548.9;在相同f、B条件下1K107带材损耗明显小于1K101,即便是f相同、B更大的情况下前者损耗仍可能小于后者,例如P1K107(200 kHz,0.7T)为1302.08 W/kg,P1K101(200 k Hz,0.4T)为2180.36 W/kg,表明纳米晶合金带材的磁性能明显优于非晶合金带材,更适合用于制备高频电力电子变压器铁芯。     

退火温度对FeCuNbSiB纳米晶合金磁性能的影响

用熔体快淬法制备出3种FeCuNbSiB纳米晶合金带材,绕制成50 mm×32 mm×20 mm的环形磁环,随后在530~620℃下进行等温退火,研究退火温度对合金磁性能的影响。结果表明:随着退火温度的增加,合金内部晶化相的晶粒尺寸和体积分数有所增加。在550~600℃等温退火后合金具有相对较低的矫顽力(Hc为1.0~1.5 A/m,测试条件:Bm=100 mT,f=10 kHz)和损耗值(Pm为1.4~1.8 W/kg,测试条件:Bm=300 mT,f=10 kHz),特别是经过570~590℃退火后合金在1 kHz^50 kHz频率范围内具有最佳的磁导率。同时,在1 kHz^10 MHz频率范围内,不同测试频率下合金阻抗值对应的最佳退火温度也不同。     

带厚对FeSiB非晶铁芯软磁性能的影响

研究了带材厚度对非晶环形铁芯软磁性能的影响,铁芯由标称成分为Fe91.7Si5.3B3.0(质量分数),分别为带厚22μm,25μm和26μm的带材制成。铁芯在氮气保护下经过653~723K保温1h进行热处理。在5~30kHz以及200~1 000mT(Bm)范围内测试铁芯软磁性能。研究表明,带材厚度影响铁芯软磁性能,随着带材厚度的减小,铁芯动态损耗值、矫顽力和剩磁都逐渐减小,带厚22μm带材绕制的铁芯可以获得最优的软磁性能。     

FeCoNiSiB非晶合金感生各向异性对磁性能的影响

研究了恒温张力退火和横磁退火工艺对FeCoNiSiB非晶合金各向异性及磁性能的影响。结果表明,合金经恒温张力退火后表现出高直流偏置性能和高损耗的特点,而经横磁退火后具有优异的综合软磁性能,即具有高直流偏置能力的同时具有低损耗的特点。其中,恒温张力退火过程中提高退火温度时合金直流偏置能力增加,550 ℃下张力退火5 min的直流偏置场强度H_0.98为195 A/m,对应的损耗值P_cm为7255 W/kg;而经450 ℃横磁退火后,合金直流偏置场强度H_0.98可达374 A/m,对应的损耗值P_cm仅为200 W/kg。除此之外,经恒温张力退火和横磁退火后FeCoNiSiB非晶合金内部均形成180°条形磁畴结构,但其磁化矢量方向分别平行和垂直于磁化方向。     

Fe-Ni-Mo-(Si)-B非晶的晶化及纳米晶合金磁性的研究

对Ｆｅ４０Ｎｉ３８Ｍｏ４Ｂ１８,Ｆｅ３８Ｎｉ３５Ｍｏ４Ｓｉ５Ｂ１８、Ｆｅ３９Ｎｉ３６Ｍｏ２Ｓｉ５Ｂ１８（均为原子分数,％）三种非晶合金在４００－５２０℃等温退火１小时后的晶化行为进行了研究。并研究了Ｆｅ４０ｉ３８Ｍｏ４Ｂ１８合金的磁性。结果表明：Ｆｅ４０Ｎｉ３８Ｍｏ４Ｂ１８,合金经４３０－４５０℃温度退火后,在非晶基体上析出了ｆｃｃγ－（Ｆｅ,Ｎｉ）固溶体,平均晶粒尺寸Ｄ接近１０ｎｍ,具有很好的软     

FeCuNbSiB 非晶合金的纳米晶化及其软磁性能

采用单辊快淬法制备了宽2 mm,厚20 μm的Fe75.5Cu1 Nb3 Si13.5B7非晶薄带,通过等温退火得到了非晶纳米晶双相结构的软磁性材料,纳米晶平均晶粒尺寸为8～11 nm.利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)研究了非晶晶化后的组织与性能,发现非晶基体上析出了单一bcc结构的a-Fe(Si)固溶体.研究了Fe基合金在不同退火条件下纳米晶化后的软磁性能,结果表明:在783～865 K退火1 h后,可获得较高的饱和磁感应强度Bs 和较低的矫顽力Hc,并且在823 K退火1 h后,表现出最佳的软磁性能,饱和磁化强度Bs 为135.266 Am2·kg-1,矫顽力Hc最低为1.8 A·m-1.     

FeCuNbSiB非晶纳米晶带材软磁性能和压磁性能研究

本文主要研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材在不同的热处理工艺和压应力条件下的软磁性能变化情况.结果表明:带材在550℃×1h热处理工艺时将晶化成纳米晶材料,此时带材软磁性能最好;纳米晶带材的|μ|,受压应力影响大,尤其是在小于0.2MPa压应力作用下,软磁性能变化非常敏感,|μ|随压力增加而迅速下降;带材Q值在小于0.2MPa压应力作用下变化非常敏感,Q值随压力增加而迅速下降.当压应力大于0.2MPa时,Q值随压应力变化不明显,压应力不影响带材Q值随频率的变化规律.     

非晶、纳米晶合金铁芯的热处理工艺及装置

本发明公开了一种Br值、矩形比高的非晶、纳米晶合金铁芯的热处理工艺和结构简单的装置。其工艺步骤为：将金属铁芯穿套于U形非导磁导电棒上置于加热炉中进行热处理,热处理过程中分二次保温。并同时对非导磁导电棒接入加磁电源．对铁芯施加纵向磁场。其装置包括炉体、炉盖、设于炉体内腔的若干根U形非导磁导电棒．所述若干根U形导电棒相互串接而形成一条其两端向外引出炉体的、类似于蛇形的导电棒。     

封装方式对铁基纳米晶磁芯磁性能的影响

铁基非晶纳米晶合金具有优异的软磁性能,对非晶态的非晶纳米晶合金进行热处理可获得非晶相和晶相的双相结构,磁性能提高过程中,材料的脆性和磁晶各向异性也在增加,为减少碎屑产生和外部应力对热处理后合金磁性能的影响,实际使用时需要对其进行保护。常见减少应力敏感性的方法是调整合金成分和热处理工艺,鲜有对不同保护方式影响的报道。使用厚度为16～18μm的Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_15.5B₇纳米晶合金带材,卷绕成30 mm×20 mm×10 mm的纳米晶环形磁芯,热处理后的磁芯进行不同方式封装,即采用不同的固化漆、粘结胶和点胶方式与塑料护盒进行保护,对比结果表明,封装过程中固化漆成分对磁芯在高低温状态下的性能影响非常明显,粘结硅胶成分和点胶方式对磁芯在高低温状态下的性能影响相对较小。实用中可以通过选择合适成分的固化漆减少磁芯的应力敏感性,提高磁芯产品的温度稳定性。     

Fe基非晶纳米晶的等温退火工艺

通过重力式单辊喷带机制备成分为Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1非晶带材,并对其进行等温退火处理。等温DSC测试结果表明,重力非晶条带的等温晶化过程是受三维扩散控制的、形核率不断减小的晶化过程,以晶化相的稳态长大过程为主。随着退火温度增高,纳米晶α-Fe相的晶格常数不断减小,表明固溶在α-Fe晶格中的Si含量不断增加。与此同时,α-Fe的晶粒尺寸仅仅略有增加。真空退火样品磁性能测试结果表明,该成分样品的最合适的热处理工艺为退火温度552 ℃,保温时间为80 min。     

铁基非晶纳米晶涂层组织与冲蚀性能分析

利用高速电弧喷涂技术成功制备了FeCrBSiMnNbY系和FeBSiNbCr系非晶纳米晶涂层.采用扫描电镜、X射线衍射仪等设备对涂层的组织结构进行了表征,重点分析了非晶的形成机制,并对涂层的高温冲蚀性能进行了研究.结果表明,FeCrBSiMnNbY系和FeBSiNbCr系涂层的组织主要由非晶相和α(Fe,Cr)相纳米晶组成;两种涂层结构致密,组织均匀,孔隙率含量分别为1.7%和1.2%;FeBSiNbCr系非晶纳米晶涂层具有良好的耐高温冲蚀性能,随着攻角增加,涂层冲蚀率随之增加;冲蚀温度升高,涂层耐冲蚀性能也随着提高.     

高饱和磁感Fe82Si3.8B13.9C0.3非晶铁芯的退火及浸漆工艺

研究了不同磁场退火和浸漆固化工艺对Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3非晶合金环形铁芯损耗和磁性能的影响,并与1K101合金铁芯进行了对比。结果表明:与1K101合金相比,Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯的最佳退火温度低于1K101合金,其中纵磁退火时达到最低,为330 ℃。纵磁退火Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯有着更高的饱和磁感应强度,B_{3500 A/m}=1.611 T。经350 ℃无磁场退火处理后,Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯的损耗P_{50 Hz, 1.4 T}=0.360 W/kg,稍高于1K101合金;经330 ℃纵磁退火处理后,Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯的损耗P_{50 Hz, 1.4 T}=0.257 W/kg,也高于1K101合金;经350 ℃横磁退火处理后损耗P_{50 Hz, 1.4 T}=0.163 W/kg,低于1K101合金。纵磁退火Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯经浸漆固化处理后,磁通密度B_{800 A/m}=1.341 T,比纵磁退火1K101合金浸漆固化铁芯高15%;纵磁退火且浸漆的Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯损耗低于1K101合金浸漆铁芯,且随着频率升高优势更加明显;当频率大于1000 Hz时,纵磁退火且浸漆的Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯的损耗值低于未浸漆铁芯。     

热等静压对铁基非晶纳米晶合金软磁性能的影响

在铁基非晶纳米晶合金,普通氮气热处理最佳退火温度的基础上,将热等静压工艺引入到非晶带材磁芯的退火工艺中,探究热等静压工艺对Fe基非晶纳米晶合金软磁性能的影响。用X射线衍射仪、精密磁性元件测试仪和软磁交流设备测量了铁基非晶带材的晶体结构、磁芯的电感L和磁损耗P_s等。结果表明,在频率100 kHz和工作磁感应强度B_m=0.1 T时,普通氮气保护退火样品的矫顽力和磁损耗为2.04 A/m、10.10 W/kg,而热等静压样品则为1.33 A/m、6.58 W/kg,分别降低了53.4%、34.9%;普通氮气保护退火样品的有效磁导率和品质因数为11 579、0.46,而热等静压则为15 980、0.70,分别增加了38.0%、52.2%。     

热处理对温压FeSiAl磁粉芯密度和磁性能的影响

采用1100 MPa/100 ℃温压成形工艺,将水雾化FeSiAl粉末制备成磁粉芯。分别研究热处理温度和时间对FeSiAl磁粉芯性能的影响。结果表明：在1100 MPa/ 100 ℃温压成形条件下,采用630 ℃1 h的热处理工艺时,热处理后磁粉芯密度达到5.737 g/cm3;100 kHz下相应的有效磁导率e达到137.9;50 kHz/50 mT下磁损耗Ps为12.63 W/kg。     

Co含量对FeCoPB非晶合金软磁性能和弯曲韧性的影响

采用熔体旋淬的方法制备了Fe Co含量达到87 at%Fe-Co-P-B系非晶合金薄带,研究了金属元素Co对Fe-Co-P-B系非晶合金的形成能力、软磁性能和弯曲韧性的影响规律。该合金系具有高的饱和磁化强度1.75～1.84 T,且热处理后薄带仍具有良好的弯曲韧性。添加Co元素后,提高了合金的居里温度,矫顽力升高。对薄带样品施加12 MPa的拉应力,合金的矫顽力由12.8 A/m降低到6.5 A/m。因此,通过成分和应力的调控可以避免Fe基非晶合金热处理引起的弛豫脆性问题,为获得具有优异软磁性能和良好弯曲韧性的Fe基非晶合金提供重要途径。     

退火对非晶合金磁特性及铁心磁致振动的影响

为研究退火处理对非晶合金磁特性及非晶铁心振动的影响,采用磁特性测量设备对退火前非晶带材及退火后非晶铁心的磁化特性和磁致伸缩特性进行了测量,基于测量数据建立了非晶合金卷形铁心磁-机械多物理场耦合模型,计算得出退火前后两种状态铁心各处的磁通密度分布及振动情况,并与样机振动测量数据进行了比较。结果表明:退火可提高非晶合金饱和磁感应强度,改善磁导率,并可减小磁致伸缩系数,从而有效地抑制变压器铁心的振动。