铁基纳米晶共模磁芯的制备及其性能研究

利用平面流铸造技术制备了不同厚度的Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7纳米晶带材,不同厚度带材经过卷绕制备出40mm×25mm×15mm的纳米晶共模磁芯。研究了热处理温度、磁场等不同热处理条件和带材厚度对铁基纳米晶磁芯电感量的影响。结果表明,磁芯性能依赖于带材厚度和热处理制度。带材越薄,其高频优势越明显。对于不需要进行磁场处理的磁芯,其普通热处理的最佳温度为565℃;对于需要加磁场进行二次热处理的磁芯,其普通热处理最佳温度为575℃。选择合适的带材厚度和热处理制度对于提高纳米晶磁芯的性能尤为重要。     

Ni对FeCuNbSiB纳米晶合金恒导磁性能的影响

采用成分为Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7(at%)和Fe74-xNixCu1Nb3Si15B7(x=1,3)、Fe76-xNixCu1Nb3Si11B9(x=5、7、10、15)的非晶合金带材卷绕成环形铁芯,分别进行普通热处理和磁场热处理后检测铁芯磁性能。结果表明,随合金中Ni含量的增加,铁芯磁导率明显降低,可达到1.2k;交流损耗值比Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7合金铁芯降低了一个数量级;添加Ni元素后,铁芯抗直流性能明显改善,这是由于合金的磁畴结构发生了细化,感生磁各向异性增强而引起的。     

用于制备贴片电感的铁基非晶软磁合金的晶化过程研究

本研究用软磁性能优良的铁基非晶软磁合金作为贴片电感的磁芯材料,通过XRD、TEM等分析测试研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 非晶软磁合金的热处理纳米晶化过程中的结构和组织形貌变化.结果证明:铁基非晶软磁Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的晶化过程主要发生在500℃之后,当退火温度在520～600℃时,纳米晶粒晶化充分且分布较为均匀,使材料具有较好的软磁性能,这为贴片电感的制备莫定了基础.     

柔性压磁复合材料的力学和磁特性研究

以硅橡胶为基体、非晶粉Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9为增强材料,制备了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9/硅橡胶柔性压磁复合材料。利用CSS-3901D电子蠕变松弛试验机和力磁耦合加载试验机得到了该复合材料压缩性能、蠕变性能和磁感应强度的变化规律,分析了环境温度、白炭黑含量和热处理工艺等对材料力学性能和初始磁导率的影响。结果表明,气相白炭黑含量对该复合材料力学性能影响较大,而对非晶粉热处理工艺的影响较小;非晶粉的热处理可提高该复合材料的初始磁导率,降低磁阻抗效应。     

铁基纳米晶软磁材料的退火工艺研究

采用XRD、DSC、VSM等分析检测方法,研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9软磁材料的最佳退火工艺。结果表明:合金经550℃×1h退火后可获得由纳米晶α-Fe(Si)相和少量非晶相所组成的复相组织,具有优异的综合软磁性能。随退火温度的升高,α-Fe(Si)软磁相晶粒尺寸逐渐增加,Fe2B硬磁相不断析出,从而导致合金的软磁性能下降。     

磁致非晶合金纳米晶化及软磁性的优化

采用低频脉冲磁场对非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9进行处理,用穆斯堡尔谱和透射电子显微镜分析了脉冲磁场处理前后非晶合金样品的微结构。结果表明,脉冲磁场处理致非晶合金在室温下发生了初始纳米晶化。利用交变梯度磁强计、自制磁致伸缩系数测量仪测量低频脉冲磁场处理前后样品的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms、起始磁导率μi和磁致伸缩系数λ。结果显示,低频脉冲磁场处理后样品的μi整体增大,Hc、λs总体低于制备态非晶合金,这表明低频脉冲磁场处理优化了非晶合金的综合软磁性能,样品软磁性优化程度与脉冲磁场处理参数有关,脉冲频率f=30Hz、作用时间t=4min不变,脉冲磁场强度Hp=250×79.6A/m处理参数下,样品的软磁性能最佳。     

Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9 (x=0, 1, 2, 3)合金粉的结构与磁性

将Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9(x=0,1,2,3)合金快淬带进行高能球磨制成粉末样品,在550℃真空退火1h,研究了磁粉的相结构及磁性。结果表明,随球磨时间延长,不添加Ti的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金中析出晶化相的晶格常数增大。添加Ti的Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9(x=0,1,2,3)合金在球磨60h后再退火,可以得到单一α-Fe(Si)软磁相,且随Ti含量增大,析出晶化相的晶格常数减小,饱和磁化强度增大、矫顽力降低。     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9软磁合金晶化处理

利用综合热分析仪测量了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9晶化处理的焓变和晶化温度,并制定了不同的晶化退火工艺,利用振动样品磁强计自动测量仪对晶化处理后的试样进行了磁性能测定.研究结果表明,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9软磁合金从250 ℃开始加热,经过370 ℃、470 ℃二次预热处理,在560 ℃保温1 h后,炉冷到250 ℃出炉冷却,可获得较高的软磁性能.     

Effect of Copper and Niobium Addition on Crystallization Kinetics in Fe-Cu-Nb-Si-B Alloys

在差热扫描分析仪上以不同加热速率测试非晶 Fe78Si11B9和纳米晶 Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金晶化情况,采用Kissinger方程计算非晶Fe78Si11B9合金的激活能为(370±3) kJ,Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3纳米晶第一晶化相的激活能为(295±5) kJ;提出纳米晶Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金初晶相激活能较低与率先析出的Cu簇刺激晶化相析出有关;分析了Cu簇的析出动力学,计算出Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金在773 K保温3600 s时Cu簇的生长平均半径为3 nm,在773 K保温2.5 h时,最大析出体积密度为3.7 ×1024/m3;计算结果与K. Hono试验观察结果一致(在 673 K保温 3600 s,平均半径3 nm,析出Cu簇的密度数量级在1024/m3)。     

高压脉冲磁开关铁芯技术要求与软磁材料适应性

本文介绍了脉冲磁开关的原理及其重要应用,脉冲磁压缩和直线感应加速器及其对软磁材料的技术要求,讨论了选材的原则及材料的适应性,对比介绍了几种软磁材料制作磁开关铁芯的优缺点和铁芯制造工艺。     

磁致伸缩生物传感器结构优化及病菌检测研究

以铁基非晶软磁合金带材为磁致伸缩换能器,以聚乙烯醇(PVA)为功能涂层,通过加载抗体,制备出磁致伸缩生物传感器.利用阻抗分析仪研究了直流偏置磁场与交流激励磁场对磁致伸缩换能器共振特性的影响;利用电化学工作站测试对比了Au涂层和PVA涂层的耐腐蚀性能;采用尺寸为5mm× 1.4 mm× 25μm的传感器检测了浓度为101...     

Fe_(78)Co_2Zr_8Nb_2B_9M_1(M=Ta、Cu)合金的微观结构和巨磁阻抗效应北大核心CSCD

采用单辊快淬法制备Fe78Co2Zr8Nb2B9M1(M=Ta、Cu)非晶合金薄带,在不同温度下对合金进行等温热处理。利用DTA、XRD、TEM、VSM和阻抗分析仪研究合金的热行为、微观结构、磁性能及巨磁阻抗效应。结果表明,晶化初期,Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1非晶合金析出α-Mn亚稳相和α-Fe(Co)相,Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1非晶合金仅析出α-Fe(Co)相。600℃退火后的Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金中晶化相的平均晶粒尺寸小于Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金。合金的M s均随退火温度的升高而逐渐增大。Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金的H c在600℃退火后明显增大,这与α-Mn型相的析出有关;而Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金的H c在600℃退火后达到极小值。合金的GMI max值随退火温度增加先上升后下降。Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金具有比Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金更显著的GMI效应。     

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。     

Y替代Nb对Fe-Si-B-Cu-Nb合金热稳定性与软磁性能的影响

利用XRD、DSC-VSM和TEM研究了添加少量Y对非晶态和退火态Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xYx(x=0,1,2,3 at%)的热稳定性、软磁性能的影响。对非晶薄带在真空条件下不同温度下退火10 min。结果表明,Y可抑制非均匀形核。Y的添加影响了软磁性能。当试样中Y含量为2%时在700℃退火10 min具有最佳的软磁性能,其饱和磁感应强度达1.28 T。     

Corrosion Resistance of FeSiB and FeCuNbSiB Alloys and Its Influence on Their Soft Magnetic Properties in NaOH Solution

非晶Fe78Si9B13和纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金由于具有低矫顽力、高磁导率和高饱和磁通密度等特点而受到广泛关注。研究了Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金在NaOH(pH=9~10)溶液中的耐腐蚀性能,及其对软磁性能的影响。分析了经腐蚀后合金的有效磁导率、矫顽力和饱和磁感应强度等软磁性能的改变。样品用X射线衍射和3D高景深显微镜进行表征。结果显示:腐蚀后溶液中有橙色铁的氧化物产生,合金结构保持不变。经腐蚀后Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的软磁性能下降,且Fe78Si9B13非晶合金的有效磁导率ue和饱和磁感应强度Bs比Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金下降快。     

Fe-Dy-B-M(M=Nb,Ti)块体非晶合金玻璃形成能力及其磁性能的研究

采用水冷铜模吸铸法制备了一系列直径为2mm的(Fe72Dy6B22)1-xNbx(x=0.02,0.03,0.04,0.05)和(Fe72Dy6B22)1-xTix(x=0.01,0.02,0.03,0.04)非晶合金棒,并测试了块体非晶合金的结构、热稳定性和软磁性能。结果表明:一定量的Nb、Ti的添加有助于改善合金的热稳定性和非晶形成能力。其中(Fe72Dy6B22)0.96Nb0.04的过冷液相区宽度ΔTx高达58℃,饱和磁感应强度为75.2 emu/g,该合金同时具有较大的热稳定性、较强的玻璃形成能力和较好的软磁性能。     

FeSiB/FeCuNbSiB合金在NaOH溶液中耐腐蚀性能及其对软磁性能的影响（英文）

非晶Fe78Si9B13和纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金由于具有低矫顽力、高磁导率和高饱和磁通密度等特点而受到广泛关注。研究了Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金在NaOH(pH=9~10)溶液中的耐腐蚀性能,及其对软磁性能的影响。分析了经腐蚀后合金的有效磁导率、矫顽力和饱和磁感应强度等软磁性能的改变。样品用X射线衍射和3D高景深显微镜进行表征。结果显示:腐蚀后溶液中有橙色铁的氧化物产生,合金结构保持不变。经腐蚀后Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的软磁性能下降,且Fe78Si9B13非晶合金的有效磁导率ue和饱和磁感应强度Bs比Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金下降快。     

FeCuNbSiB纳米晶软磁粉芯的制备和磁性能

采用熔体快淬法制备了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9(FINEMET,at%)非晶薄带,通过高能球磨制成磁粉,筛分后的磁粉在0.2%~1.0%(质量分数)的磷酸溶液中钝化,并与0.4%的环氧树脂混合,于1.64~1.96 GPa下压制成磁环。磁环经过500℃去应力退火处理,在非晶基体表面析出晶粒大小为14.3 nm的纳米晶α-Fe(Si)相。通过去应力过程和双相结构的协同作用,纳米晶软磁粉芯表现出优良的磁性能,在100 kHz和0.1 T下的损耗仅为583 mW/cm3。     

新型铁基(FeCo)73.5Cu1Nb3(SiB)22.5非晶合金晶化过程的X射线研究

用X射线衍射方法研究了(FeCo)73．5Cu1Nb3(SiB)22．5非晶合金在不同温度退火的晶化行为及晶格常数的变化。500℃退火时，在非晶基体中析出α-Fe(Si)(bcc)相，620℃退火时仍没有新相出现，680℃退火后的Fe3B、Fe23B6化合物中含有Si、Nb。α-Fe(Wi)相的晶格常数α0随退火温度的升高先减小后增大，在620℃时最小为α0=0．2836nm，在退火过程中，晶化相的结构不随外加磁场发生变化。热磁曲线表明：合金淬火非晶态时的Curie温度Tc=330℃；α-Fe(Si)(bee)相的晶化温度Tx=516℃，Curie温度Tc=640℃。     

退火温度对Fe_(52)Co_(26)Nb_6B_(15)Cu_1合金纳米晶软磁特性及微波磁谱的影响

采用熔体快淬法制备了Fe52Co26Nb6B15Cu1合金非晶薄带,使用非晶晶化法在480、500、550、600、650℃对其进行等温退火处理,后采用机械球磨法将其球磨得到Fe52Co26Nb6B15Cu1合金微细磁粉。结合X射线衍射分析、振动样品磁强计等测试技术研究热处理温度对Fe52Co26Nb6B15Cu1合金纳米晶的微结构及软磁相关性能的影响。在此基础上使用矢量网络分析仪测试并分析了热处理温度对该纳米晶复合材料在500 MHz~18 GHz磁谱的影响。结果表明,通过控制热处理温度可以有效的调控Fe52Co26Nb6B15Cu1合金样品的微结构与软磁性能,进而在较大范围内调整样品的复数磁导率(μ′(2.0~4.2),μ″(1.0~2.5))。