气流破碎Fe-Si-B非晶磁粉芯的制备与磁性能研究

采用粉末冶金技术,以气流破碎Fe78Si9B13非晶粉末为原料制备非晶磁粉芯。利用差示扫描量热仪、X射线衍射仪和B-H分析仪测试样品的热力学参数、相组成和磁性能,研究绝缘剂添加量和退火温度对磁粉芯磁性能的影响。结果表明,增加绝缘剂添加量可以降低磁粉芯的涡流损耗,但绝缘剂过多会降低磁导率和品质因数;去应力退火处理能有效提高磁导率和品质因数,降低磁损耗,但退火温度过高会使非晶磁粉芯晶化,导致磁性能的下降,最佳退火温度为400℃。     

绝缘包覆工艺对Fe78Si9B13非晶磁粉芯磁性能影响研究

实验以气流破碎的Fe78Si9B13非晶粉末为原料制备磁粉芯。采用扫描电镜和B-H分析仪研究了绝缘包覆工艺过程中添加钝化剂以及粘结剂和绝缘剂的添加量对磁粉芯磁性能的影响。结果表明添加钝化剂可以有效地提高磁粉芯的频率特性,降低磁损耗,增大品质因数;增加绝缘剂的添加量可以降低磁粉芯的涡流损耗,但过多的绝缘剂又会降低其磁导率;最佳的粘结剂添加量为3.5%。     

Fe/FeSiB磁粉芯软磁性能研究

采用模压成型制备FeSiB非晶磁粉芯。并讨论了退火温度和时间、非晶粉体的粒径、不同粒径混合及Fe粉复合量等对磁粉芯磁性能的影响。结果表明,在200～500℃范围内退火,随着退火温度的升高,磁粉芯的μe先增大后减小,375℃时达到最佳,其最佳退火时间为2h。在100kHz～1MHz内,频率稳定性良好,其中心频率在500kHz附近;非晶粉体的粒径越大,磁粉芯的磁性能越好;粉体粒径为60～100目时,其μe达到最大;当粒径为60～100目与100～200目复合时,60～100目的FeSiB非晶粉体含量为60%时最佳。当复合Fe粉后,发现其软磁性能得到了明显改善,Fe粉量为30%时,μe达到32,Q值达到33。     

绝缘剂用量对FeSiAl磁粉芯性能影响的研究

探讨了不同绝缘剂用量对磁粉芯综合性能的影响，实验选用粒径为100gm以下机械破碎制备的合金粉末，绝缘剂用量为1％～5％（质量分数）。绝缘剂用量控制在2％以内，粉芯样品有较高的磁导率，可达到130左右；当用量加到3％时，样品频率特性较好，在f=50kHz、Bm=100mT的测试条件下损耗为550mW／cm^3，具有良好的综合性能。     

羰基铁粉/FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的性能

随着5G时代的到来,数量庞大的基站建设对低损耗、高频特性、大功率软磁复合磁粉芯的需求不断增长,同时,宽禁带半导体技术的迅速发展对电子器件的小型化、高频化、高功率密度提出了更高的要求.然而,几乎没有软磁材料能够满足第三代宽禁带半导体的外源环境要求,这进一步制约了下一代电子器件的发展.为了满足发展需求,本工作通过将具有高饱和磁化强度(Ms)的羰基铁粉(Carbonyl iron powder,CIP)与水雾化FeSiBCCr微细非晶粉末复合,成功制备了综合软磁性能优异的FeSiBCCr复合非晶磁粉芯.研究结果表明,与没有复合CIP的FeSiBCCr非晶磁粉芯相比,当CIP含量为20％(质量分数,下同)时,FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的Ms提高到160 emu/g左右,整体提高约6.7％;在100 Oe外加直流场下,FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的直流偏置性能达到72％,提高了10.8％;在0.05 T@100 kHz条件下,FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的损耗降低至296 mW/cm3,整体降低11.6％;FeSiBCCr复合非晶磁粉芯的有效磁导率和品质因数分别提高到47.0和174,提高了14.6％和9.4％.通过复合不同含量的CIP制备的新型FeSiBCCr复合非晶磁粉芯具有高的饱和磁化强度、低的损耗和良好的直流偏置特性,有望满足高频大电流器件的需要,在高频电磁系统中具有良好的应用前景.     

粉末冶金法制备Fe-Si-Ni磁粉芯及其磁性能

采用熔炼-铸锭-球磨的方法制备了Fe-Si-Ni粉末,经过预退火热处理、绝缘包覆后将粉末压制成磁粉芯,并对成型后的磁粉芯进行去应力退火处理。对Fe-Si-Ni粉末及磁粉芯的性能系统地进行了检测分析。结果显示:经过预退火处理后的Fe-Si-Ni粉末具有较高的饱和磁化强度(Ms)。Fe-Si-Ni磁粉芯的有效磁导率(μe)在10~1000kHz的频率范围内变化很小,且随着Ni含量和退火温度的升高而增大。Fe-Si-Ni磁粉芯有着良好的直流叠加特性(dc-bias),当Ni≥5wt.%时,尽管磁导率百分比随着退火温度的升高逐渐减小,然而在外加直流磁场强度为50Oe时,磁粉芯的磁导率百分比均在70%以上。品质因数(Q)随着Ni含量和退火温度的升高逐渐增大,磁芯损耗随着Ni含量和退火温度的升高而减小。当Ni=8wt.%,退火温度为750℃时,磁粉芯在50kHz,50mT下的磁芯损耗有最小值312mW/cm3。     

非晶Fe78Si9B13磁粉芯的制备及性能研究

以气流磨法制备的Fe78Si9B13非晶粉末为原料成功制备了非晶磁粉芯。研究了退火温度和成型压力对磁粉芯性能的影响规律。结果表明,在低于起始晶化温度的条件下,非晶磁粉芯的损耗随退火温度的提高而先降低后增大,磁导率变化规律则相反,并在350℃时到达最佳值;成型压力增大导致磁粉芯的密度提高,对应的损耗降低,导磁率增大,并在2000MPa左右达到最大值。     

磁粉芯的研究进展

磁粉芯具有良好的软磁性能和频率特性,广泛应用于电感元件和变压器.分类介绍了纯铁粉芯、坡莫合金粉芯、铁硅铅粉芯、非晶和纳米晶粉芯的成分组成及其磁性能,重点阐述了粉末制备、绝缘包覆、压制成型和热处理等工艺参数对磁粉芯软磁性能的影响,最后指出新制备工艺的开发和相关理论模型的构建将成为未来磁粉芯研究的热点.     

化学包覆法制备高性能磁粉芯

本文所采用的包覆液具有良好的润湿性能。在粉末表面形成含Ｃｒ,Ｐ元素的玻璃相结构的均匀薄膜,具有较高的电阻率和良好的耐热性能。讨论了粉末表面的光滑度对包覆效果的影响以及磁粉芯的品质因数Ｑ和导磁率μ及绝缘介质含量之间的关系。     

氧化钛绝缘层的水解制备及其对磁粉芯的影响

优化绝缘工艺对研制高性能磁粉芯至关重要。采用钛酸四丁酯水解工艺在气雾化铁硅铝磁粉表面成功包覆了一层均匀致密的氧化钛绝缘层,并系统探究了水用量对绝缘效果的影响,分析了不同氧化钛绝缘层对所制得粉芯电磁性能的影响规律。结果表明,随着水用量从磁粉质量的10%增加到40%,磁粉表面绝缘层先均匀致密,后增厚疏松。较高的水用量可加快水解缩聚反应,但过高水用量易导致水解过快,不利于绝缘层的均匀结晶生长。均匀致密的绝缘层可在保证相对较高的粉芯密度的前提下,提高粉芯电阻率,从而有效抑制高频涡流、增强磁导率频率稳定性。水用量为磁粉质量的20%时制得的粉芯样品综合性能最优,其有效磁导率可达82,电阻率高达1022.35 kΩ·cm,在100 kHz, 50 mT下的磁损耗仅为77.63 mW/cm³。     

金属磁粉心的研究现状及发展趋势

金属磁粉心材料由金属软磁粉末、有机或无机绝缘添加剂和粘结剂组成,其是以金属软磁粉末为原料,经过绝缘包覆、压制成型和热处理等工艺制成的软磁复合材料。本文系统阐述了金属磁粉心材料的材料分类、制备工艺、磁性能及其应用,同时对其未来的发展趋势做了预测,为今后金属磁粉心的研究与发展提供了参考。     

不同直径玻璃包覆非晶微丝的制备及其磁性能

采用熔融拉丝法制备了直径范围分别在6.1～28.0μm和14.0～35.2μm之间的玻璃包覆非晶Fe基和Co基合金微丝, 测试了不同合金直径和不同玻璃包覆层厚度的玻璃包覆合金微丝样品的静磁性能. 结果表明: 轴向矫顽力和轴向剩磁比随着微丝直径的增大而降低, 随着玻璃包覆层的增大而升高; 径向剩磁比的变化趋势则相反. 微丝合金直径和玻璃包覆层厚度改变, 静磁性能变化的主要原因是作用在合金芯上的内应力的变化, 导致了具有不同磁畴结构的合金内芯区和合金外壳区体积比的改变.     

Fe-Si-Al复合磁粉芯制备工艺的研究

模压成型制备Fe-Si-Al复合磁粉芯,研究了热处理条件及绝缘包覆处理对复合磁粉芯磁性能的影响.实验结果表明:压制后的退火处理能够有效地提高Fe-Si-Al磁粉芯的磁性能;增加退火温度能够提高样品的有效磁导率,减少磁滞损耗;过高的退火温度(＞660℃) 能够恶化粒子间的绝缘层,降低磁特性;Fe-Si-Al磁粉芯的最佳退...     

软磁合金粉末特性对金属软磁粉芯的影响

软磁合金粉末作为制备金属软磁粉芯的原材料,是决定磁粉芯性能的关键因素之一。本文综述了软磁合金粉末的合金成分、形貌、粒度以及粉末纯度对软磁粉芯性能的影响。分析结果表明,铁硅铝磁粉芯具有最佳性价比,采用气雾化法生产的球形粉末具有最佳的软磁特性,软磁粉末越细,纯度越高,所制备的磁粉芯软磁性能越好。     

磷渣粉颗粒分布对水泥胶凝体系力学性能的影响

采用激光粒度仪对比表面积分别为340m~2/kg、420m~2/kg、500m~2/kg的磷渣粉颗粒粒度分布特征进行了分析,在此基础上运用灰色关联理论研究了磷渣粉颗粒分布与水泥胶凝体系3d、28d、180d力学性能的内在关联。结果表明:不同比表面积的磷渣粉具有不同的颗粒群粒度分布特征,磷渣粉颗粒分布中粒径大于20μm颗粒与水泥胶凝体系3d、28d抗折强度负关联、与180d抗折强度正关联;粒径小于20μm的磷渣粉颗粒对水泥胶凝体体系各龄期抗压强度均有促进作用,其中1~3μm的颗粒对3d抗压强度促进作用最显著、10~20μm的颗粒对28d、180d抗压强度发展促进显著。     

Co-Finemet非晶合金晶化动力学及其纳米晶粉芯的磁性

利用单辊熔体快淬法在大气环境中制备了Fe73.5-xCoxSi13.5B9Cu1Nb3(x=10,30,50)非晶薄带,利用差示扫描量热法(DSC)研究了非晶薄带的晶化动力学行为。采用Kissinger和Ozawa方法计算了非晶薄带的晶化表观激活能,计算结果表明:随着Co含量的增加,一次晶化的表观激活能降低而二次晶化的表观激活能升高。利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)模型计算了非晶薄带一次晶化的局域Avrami指数m,计算结果表明非晶薄带一次晶化的机理在不同的晶化阶段是不一样的,晶化初期为扩散控制的三维形核和晶粒生长的整体晶化,晶化中后期为一维形核和晶粒生长的表面晶化,形核率近似为零。研究了Fe63.5Co10Si13.5B9Cu1Nb3纳米晶粉芯的磁性与球磨时间之间的关系,结果表明:纳米晶粉芯的有效磁导率表现出较好的频率稳定性,而且随着球磨时间的增加而减小,品质因子在低频范围内随着频率的增加而增加,在约80 kHz达到峰值,然后随着频率的进一步增加而逐渐减小。     

不同表面处理工艺对快淬NdFeB永磁粉抗氧化性和磁性能影响

本文对快淬ＮｄＦｅＢ永磁粉分别采用化学镀镍,重铬酸盐钝化处理,重铬酸盐钝化还原处理以及硅烷偶联处理的重铬酸盐钝化－还原／硅烷复合处理等工艺进行了表面包覆,研究了表面包覆处理前后的快淬ＮｄＦｅＢ磁粉的抗氧化特性,并初步比较了包覆处理前后的快府ＮｄＦｅＢ磁粉制成粘结ＮｄＦｅＢ磁体的磁性能,结果表明上述工艺方法的均能改善ＮｄＦｅＢ磁粉的抗氧化性,其中以重铬酸盐钝化－还原／硅烷偶联处理形成的包覆层的抗氧化     

Fe基非晶/纳米晶粉末的放电等离子烧结及磁性能

研究了SPS温度对球磨熔体快淬Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅粉末以及MA Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_{13 5}B₉ 和Fe₈₀C_o4Nb₇B₉纳米晶粉末的烧结块体合金组织结构与磁性能的影响.结果表明: (1)在30MPa/5min条件下,块体合金相对密度随着烧结温度的升高而增加,当烧结温度为1000℃时,Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁5合金相对密度已达99%以上,当烧结温度进一步升高至1050℃后, Fe_73.5Cu1Nb₃Si1_3.5B₉和Fe₈₀Co₄Nb₇B₉合金相对密度也达到99%;(2)烧结块体合金的主要组成相为α-Fe相,尚存在少量的第二相金属间化合物,这些块体合金α—Fe相的晶粒尺寸均处于纳米级范围内,以Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅块体合金的晶粒尺寸为最小,其平均晶粒尺寸约50nm; (3)随着烧结温度的升高,这些块体合金的饱和磁感应强度B_s增大,矫顽力H_c随之降低,以Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅块体合金的矫顽力H_c(4.1kA·m^-1)最低.     

铁纳米粉体的磁性能研究

为了研究铁纳米粉体材料与常规材料在磁性能方面的不同,采用阳极弧放电等离子体方法制备了铁纳米粉体。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对样品的形貌、晶体结构、粒度、磁性能进行表征,并对振动样品磁强计测量静态磁特性的原理进行了分析。测试结果表明,样品呈规则的球形链状分布,表面光洁,平均粒径为39nm,粒径范围分布区间窄,晶体结构为bcc结构的晶态;纳米结构材料与常规材料在磁结构上有差别,铁纳米粉体的饱和磁化强度Ms为53emu/g,剩余磁化强度Mr为1.5emu/g,矫顽力Hc为32.2Oe。