Cr含量对FeNiCr软磁合金磁性能的影响

用机械合金化制备了Fe63-Ni36-Cr1、Fe60-Ni36-Cr4、Fe56-Ni36-Cr8和Fe52-Ni36-Cr12四组不同Cr含量的合金粉末。将粉末与石蜡按固定质量比3∶1复合,压制成型后固化制得磁粉芯复合材料。采用X射线衍射(XRD)、场发射式扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对合成的FeNiCr合金微粉的物相、显微结构及其磁性能进行表征,并测试了其在500MHz～18GHz频谱范围的磁谱。研究表明,随着Cr含量的上升,Fe-Ni-Cr合金的饱和磁化强度先上升后下降,在Cr含量为4%时具有最大值;矫顽力先下降后上升,在Cr含量为8%时达到最小值。随着Cr含量的增加,软磁复合材料在整个频段的磁导率实部和虚部大致先上升再下降,Cr含量为4%的复合材料的磁导率最优。     

FeZrNbBCu非晶和纳米晶合金高温磁性能研究

利用单辊熔淬法制备了FeZrNbBCu非晶薄带,然后通过非晶晶化方法得到纳米晶合金.研究了FeZrNbBCu非晶和纳米晶合金的磁性能与温度的关系.非晶态合金晶化升温过程中磁导率~温度曲线中出现了一个Hopkinson峰,而在晶化后的样品中没有出现,并根据各向异性的变化和磁化强度与温度的关系进行了合理的解释.对于非晶样品和晶相体积分数小的合金样品,当温度接近残余非晶居里温度时,磁导率急剧减小;而对于非晶相含量很少的样品,其磁导率随温度升高而缓慢下降,根据双相合金中交换作用模型进行了解释.     

工艺参数对Fe-3Si-0.5Al-2Ni-2Ti磁粉心性能的影响

采用气雾化制粉和模压成型方法制备了Fe-3Si-0.5Al-2Ni-2Ti磁粉心,通过扫描电镜、X射线衍射仪以及软磁交流测量装置观察并表征了软磁合金粉末的形貌、相结构以及磁粉心的磁特性,探讨了粉末粒度、绝缘剂添加量、退火温度对磁粉心的有效磁导率μe·功耗Pcv的影响.结果表明,随着粉末粒度的减小,磁粉心的有效磁导率μe、功耗Pcv降低;随着绝缘剂含量的增加,有效磁导率μe、功耗Pcv降低;随着退火温度的变化,磁粉心有效磁导率μe及功耗Pcv在不同的温度阶段表现出不同的变化规律,当温度由180℃升至280℃,磁粉心μe缓慢升高,而功耗Pcv则明显降低;当温度进一步升至380℃,磁粉心有效磁导率μe出现大幅降低,而功耗Pcv则急剧升高.     

粘结工艺对高镨合金复合材料磁致伸缩性能的影响

采用手工研磨法制备了不同粒度的Tb0.2Pr0.8（Fe0.4Co0.6）1.88-xC0.05Bx合金粉末,研究了磁粉粒度和不同模压压力对磁致伸缩系数λa（=λ∥-λ⊥）和密度的影响。研究结果表明,在相同模压压力和相同粘结剂含量下,当磁粉粒度为150~100μm时,样品具有最优越的磁致伸缩性能;磁致伸缩系数先随模压压力的增大而增大,当压力达到150 MPa时,磁致伸缩系数达最大值,然后随模压压力的进一步增大,磁致伸缩系数开始减小;粘结样品的密度随模压压力的增加呈单调增加。     

横向磁场热处理对高饱和磁感应强度Fe基非晶磁性能的影响

用真空感应炉在氩气保护下熔炼成母合金,再采用单辊快淬法制备成分为Fe63Co21Si2B14的非晶合金薄带,卷绕成铁芯后在不同温度下进行横向磁场热处理.研究了磁场热处理对合金磁性能的影响.结果表明,该Fe基非晶合金对磁场热处理非常敏感,通过简单的横向磁场热处理,合金可以获得良好的恒导磁性能,其Bs值可达1.73T.合金在360℃处理时,恒导磁范围达到240 A/m,恒磁导率约为2600,并且具有良好的综合磁特性.在晶化温度以下,提高热处理温度有利于提高材料的恒导磁性能.     

成形工艺参数对聚氨酯粘结Tb-Dy-Fe合金性能的影响

采用聚氨酯粘结Tb0.27Dy0.73Fe1.95合金颗粒,并在磁场取向作用下压制成形制备复合材料,研究成形压力、粉末粒度、粘结剂、偶联剂等因素对其密度、磁致伸缩性能的影响.结果表明,样品密度随成形压力的增高而逐渐提高,在1000 MPa成形压力作用下样品平均密度可以达到7.1 g/cm3.而受材料本征脆性的影响,样品磁致伸缩性能在成形压力400 MPa下最佳,在400 kA/m磁场下磁致伸缩系数达665.3×10-6,压磁系数3.0 nm/A.因此,最佳工艺参数为成形压力400 MPa、粉末粒度150～250μm、粘结剂含量2.4 wt％、偶联剂含量1.2 wt％.     

铁基软磁合金薄带高频磁导率测量方法研究

给出一种铁基软磁合金薄带高频磁导率的测量方法,详细介绍了该方法的测量原理,并利用Agilent E4991A射频阻抗/材料分析仪研究了退火温度对20μm厚铁基软磁合金薄带高频磁导率的影响。结果表明,随退火温度的提高,磁导率实部单调提高,磁导率虚部则是先升高后降低。尤其是在550℃下退火,在1MHz和10MHz下样品磁导率实部分别为2210和330;比较了不同温度退火样品的磁导率的测量结果,得知550℃是一个比较理想的退火温度。研究结果对以铁基非晶、纳米晶软磁合金薄带为磁心的高频微电感、微变压器等磁性器件的设计具有重要的指导意义。     

B含量对半硬磁FeNiMoB合金薄带微观结构及磁性能的影响

用真空中频感应炉熔炼得到Fe76.6-xNi19.2Mo4.2Bx(x=0,0.03,0.1,0.2)合金铸锭,经过多道轧制后直接得到半硬磁合金薄带。采用X射线衍射仪、金相显微镜及特斯拉计等研究了B含量对FeNiMoB合金薄带的显微结构和磁性能的影响。结果表明,随B含量的提高,FeNiMoB合金薄带表面磁通密度(SMFS)先增大后减小。添加适量的B可以细化合金薄带的晶粒,改善显微结构,提高合金薄带磁性能。当B含量为0.1%时,FeNiMoB合金薄带具有较好表面磁通密度,SMFS达到7mT。     

铁硅铝粉末制备及配比对磁粉芯性能的影响

采用真空熔炼、机械破碎的方法制备铁硅铝合金粉末,并使用机械振动筛得到不同粒度的粉末。利用振动样品磁强计(VSM)测试不同粒径铁硅铝粉末的静态磁性能,发现其比饱和磁化强度σs彼此相差不大,而粗颗粒的矫顽力Hcj与比剩余磁化强度σr均较细颗粒小。利用上述结果,经过合理配比后,试制有效磁导率分别为125,147,160的高磁导率铁硅铝磁粉芯,并对其有效磁导率的频率特性、直流叠加性能、功率损耗进行了测试。在频率为20~200kHz范围内各型磁粉芯均有良好的恒导磁性。在频率为100kHz、磁场为1.6kA/m时各型磁粉芯的叠加直流后的磁导率与未叠加直流的磁导率之比均不低于70%。各型磁粉芯在50kHz、50mT条件下的体积损耗均在80mW/cm3以下,而在100kHz、100mT条件下的体积损耗均在700mW/cm3以下。     

电爆炸丝方法产生纳米二氧化钛粉末

为了研究电爆炸丝方法产生纳米金属氧化物粉末的技术特点,设计了金属丝电爆炸和粉末收集的实验装置。利用钛金属丝的电爆炸在实验中成功制备了纳米二氧化钛粉末,分析表明该粉末由金红石和锐钛矿共同组成,其体积平均粒度达到44.1nm。在不同实验条件下进行了产生纳米粉末的实验,根据实验结果分析了粉末粒度随各条件的变化关系,发现粉末粒度受电爆炸腔内气压、金属丝直径以及能源大小的影响:(1)粉末粒度随气压降低而变小;(2)粉末粒度随金属丝直径减小而变小;⑶粉末粒度随电容器初始储能大小非线性变化。     

考虑定子外壳漏磁的同极式永磁偏置径向磁轴承磁路模型

同极式永磁偏置径向磁轴承的永磁偏置磁场在定子外壳内形成较大漏磁,而且外壳的有效面积相对工作气隙较大,即使在铁心与外壳间加入隔磁层的情况下,漏磁仍不可忽略,必须进行准确计算。首先直接求解拉普拉斯方程获得隔磁层内的磁场分布,并结合保角变换计算漏磁区域的端部效应,然后求解工作气隙的永磁偏置磁场和电励磁控制磁场,最后建立完整磁路模型和电磁力解析模型。三维有限元仿真结果表明,所建立的磁路模型能准确计算磁轴承工作范围的电磁参数。依据飞轮储能系统的总体需求,设计了径向磁轴承系统,实验结果验证了所建立解析模型和有限元模型的准确性。     

永磁电机气隙磁场分析与磁钢选择

在永磁电机的设计中,为了求出电机的稳态和暂态特性,需要计算电机的磁参数。近年电机界尚存在不同的方法计算磁场问题,作为另一种途径,文中直接从场的角度出发,运用永磁镜象原理,结合电机基本结构,分析了永磁电机气隙磁场的大小及分布,给出了气隙磁场的解析表达式,进而探讨永磁电机磁钢材料及厚度的选择方法。     

Magnetic Circuit Model Considering Magnetic Hysteresis

Quantitative estimation of core loss considering magnetic hysteresis property is strongly required to develop high‐efficient electrical machines. This paper presents a novel magnetic circuit model considering magnetic hysteresis. In the proposed model, dc hysteresis loss is calculated by the Landau–Lifshitz–Gilbert (LLG) equation, while classical and anomalous eddy current losses are calculated in the magnetic circuit. It is demonstrated that the hysteresis loop under PWM wave excitation can be expressed by the proposed model. The validity and effectiveness of the method are proved by comparing with measured values.     

永磁调速器的磁路结构设计

永磁调速器作为一种新型的调速节能设备,安装在电机与负载之间,采用全新的磁路耦合原理,通过调节气隙实现转速的控制.结合永磁耦合器与永磁电机的相关理论,设计了小功率永磁调速器,通过对磁路结构进行三维动态磁场仿真,分析磁路的形成机理、耦合原理.仿真结果表明这种磁路结构设计合理、可行.在此基础上,完成了磁路相关参数的优化设计.     

新磁阀结构磁控电抗器磁损特性研究

分析磁阀式可控电抗器MCR(magnetic-valve controllable reactor)的主要工作原理以及MCR铁心损耗的主要来源,得出在工程上磁滞损耗与涡流损耗的计算公式。在传统磁阀结构的基础上提出了新型磁阀结构,并对传统磁阀结构与新型磁阀结构进行对比分析。通过理论分析可知,新磁阀结构采用圆弧面作为磁场缓冲面,减少了磁阀处磁场的发散量,使磁阀处磁通密度分布更加均匀,进而大大降低了磁阀处的漏磁损耗。使用Ansys电磁场仿真软件,在相同电压等级下分别对传统磁阀结构MCR和新型磁阀结构MCR进行三维动态仿真,采集一个工作周期内的四个仿真时刻,对比分析两种MCR铁心磁阀处的磁通密度分布场图。仿真结果表明:新磁阀结构MCR铁心中的磁通分布得到了优化,磁通密度更加均匀,磁场发散情况得到了很大改善,进而有效地减少了MCR的漏磁损耗。仿真结果验证了理论分析的正确性,同时说明了新型磁阀结构的合理性与先进性。     

微纳米磁性材料在肿瘤磁感应热疗中的应用

磁感应加热肿瘤治疗与超声、微波、容性射频等其它热疗手段相比具有靶向性强、可自动控温、生物相容性好等优点。它是利用铁磁性物质在交变磁场中升温的物理特性,将磁性物质作为热介质引入肿瘤组织,将肿瘤组织加热到治疗温度。本文主要阐述了微纳米级磁性材料在交变磁场下的产热原理和应用特点,简要介绍了微纳米磁性材料在磁感应治疗技术中的研究现状,并提出尚需解决的问题和发展方向。     

磁记录介质的表面形貌和磁结构的观测

使用磁力显微镜和偏光显微镜观测了硬磁盘，磁光盘，录像带，录音带和磁卡的表面形貌和磁结构，揭示了磁记录介质的信息存储状态，对于不同的记录模式，介质的磁结构截然不同，并且表面平整度也有差别，记录密度越高，介质表面越平整。     

磁致冷永磁高强磁场的仿真及其优化

室温磁致冷是一种绿色环保技术,有着巨大的发展潜力,而磁致冷机的工作效率主要取决于磁场大小和均匀度,因此磁路设计就显得尤为重要。本文首先介绍了磁路设计的磁路定理和有限元模拟方法,然后用有限元软件Ansys的APDL参数化编程技术对磁制冷样机中的磁体进行了模拟仿真,并对磁体的结构进行了优化设计。结果表明制造加工的磁体重量下降了一半,大大节约了制造成本。在制造过程中产生的应力和磁极表面的平整度对磁场的分布和大小都会产生较大影响。     

永磁式磁轴承的电磁力及刚度的工程化算法

在综述当前磁轴承刚度计算方法的基础上，提出了一种适合本研究对象的刚度的工程计算方法，即通过对磁轴承的磁路分割，求出极间气隙磁导，从而推出一种计算径向不平衡刚度和轴向恢复刚度的比较简便的工程化计算方法。     

永磁魔环的磁网络模型

首先从磁路的视角分析构成永磁魔环单块磁体的磁路模型 ,然后建构出整个魔环的磁网络模型以及对应的节点方程组 ,并且提供了解算结果与实测结果的比较 ,从而验证了本磁网络模型在工程计算上的可行性。