成形工艺对铁基软磁复合材料电磁性能的影响

通过磷化处理制备了软磁绝缘铁粉,并采用粉末冶金工艺制成软磁复合材料,研究了压制压力、成形润滑剂种类及其添加量对所制备的软磁复合材料电磁性能的影响。结果表明:铁粉经磷化处理后,表面成功包覆了完整均匀的磷酸盐绝缘层;随成形润滑剂添加量的增加,复合材料的磁芯密度降低;添加0.20%(质量分数)PS1000b超级润滑剂的复合材料的磁芯密度、磁导率和饱和磁感应强度最高,矫顽力和磁滞损耗最低;随压制压力增大,复合材料的磁芯密度和磁导率增大,电阻率减小,中高频磁损耗增大。     

铁基软磁复合材料成形和热处理工艺研究

采用磷化处理后的还原铁粉,通过压制、热处理获得铁基软磁复合材料(ISMCs),探讨了成形压力和热处理工艺对材料磁导率、磁损耗和频率特性影响。研究结果显示,900 MPa压力获得密度为7.2 g/cm3磁粉芯,振幅磁导率aμ≥100(30～250 kHz),且μa频率稳定性好(变化量≤0.02～0.03/kHz)。经400℃热处理后,aμ超过120(30～250 kHz),提高了20%。热处理温度超过450℃,磁粉芯的磁损耗显著增加、μa急剧下降。损耗分离研究显示,磁损耗增加主要体现在涡流损耗急剧上升。再经TG-DTA分析,磷化铁粉在462℃时出现一个明显的吸热峰,主要是磷酸氢盐发生分解反应,导致绝缘层破坏,进而影响材料的磁性能。     

磷化工艺制备绝缘软磁粉末及其频率特性研究

经绝缘处理的软磁粉末在高频(≥1kHz)下具有良好的频率特性和较低的磁损耗。本文以还原纯铁粉为研究对象,采用磷化处理工艺制备绝缘软磁粉末,并分析了其频率特性。研究结果显示:经磷化处理和充分洗涤获得的粉末颗粒,其频率特性得到明显改善,即高频磁损耗降低、振幅磁导率随频率变化波动变小。400℃退火处理使粉末颗粒表面变得光滑且内部孔隙减少,再经磷化处理,高频磁损耗进一步降低,250kHz下的磁损耗是纯铁粉的40.7%,是单一磷化处理铁粉的70.3%;振幅磁导率提高,在(10～250)kHz下其值保持在92以上。经SEM和EDS分析,绝缘粉末颗粒表面被0.5～1μm厚度的磷酸铁盐包覆。     

包覆剂和制备工艺对铁基磁粉芯性能的影响

树脂作为包覆剂包覆的铁粉,通过温压、热处理获得磁粉芯软磁复合材料(SMCs)。本文研究了树脂包覆剂含量、二次温压和热处理对在不同的频率下材料的磁导率和磁损耗的影响。结果表明随着测试频率的增加,SMCs的磁损耗是逐渐增加的,磁导率则是先增大后减小;而随着包覆剂含量的增加,磁损耗和磁导率都逐渐降低;包覆剂含量约为1%是完全包覆的临界值。掺入SiO2纳米粉可以明显降低磁损耗。二次温压可以使磁导率具有较好的频率特性,经500℃、1h热处理可以降低磁粉芯的磁损耗。二次加大压力温压可以极大地提高材料的磁导率,最高可达到688.19(f=50Hz,Hm=1200A/m,N1=10,N2=3,ρ=7.56g/cm3)。     

热处理对Fe-6.5%Si磁粉芯性能的影响

对Fe-6.5%Si粉末(质量分数)进行不同温度的热处理实验,经压制后得到Fe-6.5%Si磁粉芯,并对磁粉芯进行不同温度的热处理,探究热处理工艺对Fe-6.5%Si磁粉芯磁导率和损耗等磁性能的影响。结果发现：粉末热处理可以大幅度消除气雾化制粉过程中合金粉末受高压气体冲击造成的缺陷,并减少粉末中的C、O含量;随着热处理温度的升高,粉末的矫顽力先增后减,饱和磁化强度逐渐降低。通过对压制成型磁粉芯进行热处理也能够改善磁粉芯的磁性能,不同温度热处理后损耗均维持在600～700 mW·cm^-3之间,最低值为625 mW·cm^-3。综合分析,用经900℃热处理粉末制成的磁粉芯在800℃进行后续热处理,磁粉芯磁导率、损耗等性能综合较优。     

氧化—还原挥发工艺从含锗电解铁中提锗

考察了含锗电解铁粉经 HCl、H_2SO_4、H_2O 处理自然氧化后,在氮气,空气,真空及强、弱还原气氛中锗的挥发性能。结果表明,在温度高于950℃的真空和弱还原性气氛中,锗能获得良好的挥发效果。而在同一温度下经不同介质处理自然氧化的铁粉,其锗的挥发效果顺序为 HCl>H_2SO_1>H_2O>不处理。用 H_2O 处理自然氧化的铁粉制成直径为10～15mm 的小球,在1050℃下进行锗的还原挥发,同样有良好的挥发效果。经比较,提出并选择了实现工业化的原则流程。     

金属注射成形制备Fe-50%Ni软磁合金

以羰基铁粉和羰基镍粉为原料,采用金属注射成形(Metal injection molding,MIM)工艺制备Fe-50%Ni(质量分数)软磁合金,研究烧结气氛、烧结温度和时间以及热处理制度对其磁性能的影响。通过对不同工艺条件下试样的杂质含量、密度、金相和磁性能的分析,发现C、O等间隙杂质原子含量和热处理的冷却方式强烈地影响MIM Fe-50%Ni合金的最大磁导率和矫顽力,而相对密度是影响MIM Fe-50%Ni的饱和磁感应强度和初始磁导率的主要因素。试样经1 380℃氢气烧结3 h、650℃保温1 h再油淬,可获得最佳磁性能:饱和磁感应强度为1.496 T,矫顽力为4.8 A/m,最大磁导率为75.2 mH/m,初始磁导率为9.18 mH/m。     

低损耗FeSiBPC非晶磁粉芯的制备及磁性能研究

采用高压水雾化方法制备了成分为(Fe0.76Si0.09B0.10P0.05)98C2的非晶粉末,由该成分非晶粉末制备出的磁粉芯具有较高的抗直流偏置性能及优异的损耗特性.研究了制备工艺对样品磁性能的影响.研究结果表明,非晶磁粉芯压制后的去应力退火处理能够有效的提高磁导率和降低损耗,过高的热处理温度会使非晶粉末晶化,导致涡流损耗急剧升高,恶化磁性能,最佳的退火温度为693K,绝缘包覆是制备高性能磁粉芯的必备工艺,通过最优化工艺制备的磁粉芯,其损耗为Pcv =320 kW/m3(f=100 kHz,Bm=0.1 T),抗直流偏置性能为:在H=100 Oe(1 Oe=7.9578×10A/m)外加磁场下,磁导率μa=60的磁粉芯样品对应电感下降为原感值的60％.通过与同规格其他类型磁粉芯的对比,发现FeSiBPC非晶磁粉芯具有极低的损耗及优异的高频磁性能.     

硅对铁基磁粉芯性能的影响研究

分别从磁滞回线、损耗、磁导率及直流偏置特性来分析硅对铁基磁粉芯性能的影响。结果表明:随着硅含量的增加,磁粉芯的饱和磁感应强度降低,纯铁粉芯的饱和磁感应强度最大;磁粉芯损耗随着硅含量的增加而逐渐减小,纯铁粉芯的损耗最大,FeSi6.5的损耗最小;纯铁粉芯的磁导率要高于铁硅磁粉芯,但随着硅含量的增加,磁导率又缓慢上升;随着硅含量的增加,磁粉芯的直流偏置特性DC-bias稳定性降低。     

粉末冶金工艺对纯铁磁粉芯力学性能的影响

在铁粉中添加耐热型树脂粘结剂,通过球磨使铁粉颗粒表面包覆一层均匀的绝缘膜,再利用模压和热处理制备纯铁磁粉芯,研究球磨工艺对铁粉形貌和粒径的影响,分析压制压力、热处理工艺以及粘结剂含量对纯铁磁粉芯力学性能的影响。结果表明,在转速400 r/min、球料质量比15:1、球磨时间10 h的条件下可将粉末研磨成适合于制备铁磁粉芯的鳞片状铁粉,平均粒径为100μm;在粘结剂总含量2.65%、压制压力1 200 MPa、压坯在N2保护气氛下500℃保温1 h条件下,获得的磁粉芯力学性能最佳,抗压强度达到502.98 MPa。     

抗EMI用铁硅铝磁粉芯磁性能的研究

采用纳米TiO2对铁硅铝粉体包覆制备复合磁粉芯,研究了制备的复合磁粉芯的性能。结果表明:纳米TiO2在铁硅铝颗粒表面包覆形成一层绝缘膜,降低复合磁粉芯的磁导率,提高磁粉芯的品质因数,改善直流叠加特性,降低功率损耗;成形压力(<2 200MPa)增大,磁导率增加,功耗降低,继续增大时,功耗增加,磁导率基本不变;提高热处理温度,磁粉芯的磁导率增加而功耗降低,当温度超过690℃时,磁粉芯性能恶化。     

软磁合金系列新产品的开发

选择了应用广 ,技术含量高 ,磁特性不同的 1J5 0、1J85和 1J2 2三种合金作软磁合金系列新产品开发的代表 .试制中重点解决了真空冶金工艺及最佳合金成分匹配 ,提高返回比和宽带生产技术 .试制结果表明 ,合金的冶金质量、磁性能、尺寸公差均达到国标要求     

块体纳米软磁材料的研究现状

介绍了国内外块体纳米软磁材料的发展和应用情况。对块体纳米软磁材料的制备方法、纳米晶的形成机理、优异软磁性能的根源进行了探讨。阐述了未来块体纳米软磁材料的研究方向。     

软磁铁氧体新制备技术

介绍了近年来2种制备软磁铁氧体的新技术——自蔓延高温合成和高能机械研磨的特点及工艺过程,讨论了其工艺技术关键,最后指出其在工业生产中的深远意义.     

Research progress on Finemet- type alloy with high saturation magnetic induction

Finemet type alloys attract a large number of scholars at home and abroad to study them due to their excellent soft magnetic properties such as high magnetic permeability, low loss and small magnetostriction coefficient. The structure and magnetic properties of Finemet type alloys were introduced and compared with other typical soft magnetic materials. The research work on improving the soft magnetic high saturation magnetic induction intensity of Finemet type alloy at home and abroad was reviewed, and the suggestions for future research directions were put forward.     

MIM软磁材料:生产工艺、性能及应用

长期以来,金属注射成形是一种公认的制造软磁零件的有效方法,除了产品的最终形制造,在材料价格昂贵与难以切削加工两方面都有好处外,MIIM工艺还可改进磁性能,而且在选择材料方面也有较大的自由度。Dr David Whittaker述评了令使用产业越来越感兴趣的一组软磁材料的生产工艺、性能及应用。     

热处理方式对MIMFe-50Ni合金磁性能的影响

以羰基铁粉和羰基镍粉为原料粉末,采用金属注射成形(MIM)工艺制备Fe-50%Ni软磁合金,分别采用炉冷、空冷、油冷和液氮冷等4种冷却方式对该合金进行热处理,借助TEM分析和居里温度测量等检测技术系统研究冷却方式对其磁性能的影响,并对不同热处理方式导致试样磁性能差异的根本原因进行分析。结果表明:热处理冷却方式对注射成形Fe-50%Ni软磁合金的密度、杂质含量和晶粒尺寸影响都不大,但对磁性能的影响非常明显,随冷却速率加快,该合金的矫顽力先增大后减小。液氮冷却的试样磁性能最好,其饱和磁感应强度为1.45T,矫顽力为7 A/m,最大磁导率为72.47 mH/m,初始磁导率为10.12 mH/m。油冷和液氮冷却试样中存在亚稳FeNi有序相,导致合金的磁性能大幅提高。     

模压电感用软磁材料的绝缘阻抗失效原因研究

探讨了模压电感在低温烘烤后绝缘阻抗突变的原因,并试图找到改善绝缘阻抗的方法。研究发现,金属软磁粉末及其包覆层之间的表面结合力随着温度升高先升高后降低,且该包覆层物质随着温度的升高而脆化。证明绝缘阻抗突变的原因在于包覆层物质在固化过程中的体积变化和固化产物引起表面结合力的变化,且固化程度越高,包覆层越脆,二者相互作用后使得包覆层产生剥皮甚至脱落,从而造成模压电感在烘烤后绝缘阻抗失效。     

采用不同返回比试制软磁合金1J22热轧带材的研究

用不同返回比原料在真空感应炉中冶炼１Ｊ２２软磁合金时出现了不同的工艺现象,分析了这些现象产生的原因,采取相应工艺措施后使不同返回比原料试制的１Ｊ２２合金热轧带材的性能和质量均能达到国标要求,提高返回比对节约贵重金属钴和降低生产成本意义重大．