退火温度对Fe_(73.5)Ni_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材软磁性能的影响

用单辊法制备的宽20 mm、厚25μm的Fe_(73.5)Ni_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材,绕制成外径为40 mm,内径为25 mm的环型磁芯。分析了合金带材的晶化行为,研究了退火温度对合金磁芯软磁性能的影响。结果表明,淬火态Fe_(73.5)Ni_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材为非晶态,一级起始晶化温度Tx1为513.2℃,二级起始晶化温度Tx2为676.9℃,当退火温度升高到550℃,在非晶基体中析出Fe(Si)软磁相,形成了非晶和纳米晶双相共存结构。当退火温度低于550℃时,随着退火温度的升高,合金磁芯的起始磁导率μ_i和饱和磁感应强度B_s增大,矫顽力Hc减小;当最大磁感应强度B_m不变时,合金磁芯的有效幅值磁导率μ_a增大,比总损耗P_s和矫顽力H_c减小;当测试频率f不变时,合金磁芯的电感L_s和品质因数Q增大。     

Ni取代对FeCuNbSiB纳米晶磁芯软磁性能的影响

用单辊法制备了宽20 mm、厚25μm的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Fe_(73.5)Ni_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材,然后绕制成外径为40 mm、内径为25 mm的环型磁芯,并在不同温度下进行退火处理,研究了Ni取代对合金带材的晶化行为以及纳米晶磁芯软磁性能的影响。结果表明,与FeCuNbSiB合金带材相比,Ni取代的FeNiCuNbSiB合金带材,其一级起始晶化温度Tx1和一级晶化峰温度Tp1降低,其二级起始晶化温度Tx2和二级晶化峰温度Tp2升高,两级起始晶化温度之间的差值ΔTx增大。与FeCuNbSiB纳米晶磁芯相比,Ni取代的FeNiCuNbSiB纳米晶磁芯的起始磁导率μi、饱和磁感应强度Bs减小,矫顽力Hc增大;当测试频率f和最大磁感应强度Bm不变时,有效幅值磁导率μa增大,比总损耗Ps和矫顽力Hc减小;当测试频率f不变时,电感Ls和品质因数Q增大。     

FeSiBCuNb纳米晶共模电感铁芯成分及性能研究

为获得磁性能满足要求的共模电感铁芯,该文在纳米晶软磁合金Finemet(Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Cu_1Nb_3)的基础上,通过调节合金成分和选择适当的热处理工艺,成功制备出两种成分的磁性能均满足要求的共模电感铁芯,并分析了纳米晶带材中合金成分的微量变化对合金晶化温度和不同频率下的电感值的影响。结果表明,用成分为Fe_(72.75)Si_(15.8)B_(7.3)Cu_(1.05)Nb_(3.1)的带材卷绕的磁芯经过热处理后,其电感值在低频和高频条件下均能满足共模电感产品对磁芯的要求;用成分为Fe_(72)Si_(15.8)B_(8.2)Cu_1Nb_3的带材卷绕的磁芯经过热处理后,其在低频条件下的电感值远远超出标准值,将该成分的合金带材磁芯应用于共模电感产品时,其性能表现良好。     

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.     

触变剂对环氧树脂封装铁基纳米晶磁芯软磁性能的影响

用宽为20 mm、厚为25μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材绕制成环形磁芯,经550℃×100 min晶化退火处理制成纳米晶磁芯,并对其进行环氧树脂封装,分析了触变剂对磁芯性能的影响。结果表明,与封装前相比,封装后纳米晶磁芯的磁导率μ、饱磁感应强度Bs、磁滞损耗Pu、磁芯电感Ls和感应电动势E随着触变剂含量的减小而减小;而矫顽力Hc和剩磁Br则随着触变剂含量的减小而增大。     

退火温度对铁基纳米晶带材伏安特性的影响

采用不同的退火温度,在氩气保护下对制备的铁基纳米晶磁芯标样进行无磁场退火处理,用HD-1型伏安特性测试仪测试处理后的样品的伏安特性,并换算出磁导率,分析退火温度对铁基纳米晶带材伏安特性的影响。结果表明,退火温度对纳米晶带材伏安特性影响很大,535~555℃退火温度处理的样品性能较好。在任一磁场下,545℃退火纳米晶磁芯的磁导率均高于其它退火样品。其起始点、拐点、饱和点三点处的磁导率分别为μi=219 000、μm=668 000、μs=412 000,得出545℃是铁基纳米晶带材伏安特性达到最佳的退火温度。     

稀土La掺杂和退火温度对非晶磁芯软磁性能的影响

首先制备La掺杂Fe_(78)Si_9B_(13)合金(Fe Si B-La)非晶带材,然后绕制成环型磁芯,在不同温度下进行退火处理,研究La含量和退火温度对其软磁性能的影响。结果表明,随着La含量的增加,Fe Si B-La非晶磁芯的相对起始磁导率μ_i和饱和磁感应强度B_s呈先增大后减小的趋势,而矫顽力H_c呈先减小后增大的趋势。随着退火温度的升高,Fe Si B-La非晶磁芯的μ_i、B_s、H_c、电感L_s和品质因数Q呈先增大后减小的趋势。     

大电流电感直流工作特性的改进

低压、大电流输出的电子设备要求直流滤波电感具有良好的直流工作特性.增大磁芯气隙可以明显地改善磁芯材料的磁化特性,扩大其恒导范围.本文通过分析气隙电感所存在的问题,在不改变滤波电感已有任何参数的情况下,采用在磁芯气隙中加入永磁体来产生反向预磁化,改变电感起始工作点,扩大磁芯的恒导工作范围,提高了电感的直流工作特性.测量结果表明这种方法具有较好的效果.     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶磁粉芯制备及性能

以REN50作为绝缘粘结剂用粉末冶金工艺制备了Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9纳米晶磁粉芯,并讨论了粉末退火温度及粘结剂含量、成型圧力对磁粉芯性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)及B-H分析仪对磁粉芯的结构和磁特性进行分析。结果表明,REN50作为绝缘粘结剂可有效包覆在粉末表面,且经过500℃热处理后仍然能够稳定存在,Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9纳米晶磁粉芯具备良好的磁性能。随着粘结剂含量的增加,磁粉芯的磁导率先减小后增大再减小,损耗先增大后减小,当含量为3%时综合磁性能最佳;随着成型压力的增大,磁粉芯的磁导率先增加后减小,损耗先降低后增高,当压力在1100 MPa时,综合磁性能最佳。     

纳米晶化处理对抗EMI材料电感特性的影响

解决现代通信和开关模式网络中的电磁干扰是近期国内外关注的焦点,利用磁性材料特别是纳米晶软磁材料研究开发成无源抗EMI器件是解决这一问题的得力途径。但就纳米晶抗EMI材料研究方面,目前存在两个方面的主要问题：第一,非晶丝带纳米晶化后脆化问题;第二,内绝缘层与磁耦合问题,就上述两个问题进行研究。首先对非晶材料进行不同晶化处理工艺,如真空炉退火,快速冷却退火,快速循环退火,使晶粒细化到20－30nm,电感L值有所提高。其次对材料采用不同的内层绝缘材料（如PI＋SiO 铁氧体和PI＋铁氧体）和退火先后涂膜进行对比,最后测试磁芯电感L＝68μH（10kHz),35μH(10MHz)。     

共模扼流圈饱和效应分析及动态电感计算

研究了差模电流激励下的共模扼流圈磁饱和效应.建立了共模扼流圈的有限元分析模型.共模扼流圈三维磁场分布的仿真计算结果显示,磁芯中差模电流激励的磁通并没有完全抵消,仍有少量漏磁存在.这些漏磁增加了磁芯的磁通密度,并导致磁芯部分饱和.为得到共模扼流圈在磁芯部分饱和情况下的共模电感值,借助有限元数值分析,给出了求取共模扼流圈动态电感的计算方法.最后设计了测量差模电流激励下共模扼流圈动态饱和电感的实验,仿真计算与实验测量结果吻合较好,表明所提出的共模扼流圈动态电感的计算方法是有效的.     

磁场热处理对非晶/纳米晶软磁材料性能的影响

磁场热处理能够明显改变非晶/纳米晶软磁材料的磁性能。分别从矫顽力、磁导率、饱和磁致伸缩系数及铁损等方面总结纵向磁场处理、横向磁场处理和旋转磁场处理对非晶纳米晶材料软磁性能的影响。通过对比分析,为非晶纳米晶软磁材料选择合适的处理工艺提供参考依据。横磁处理可降低铁损,作为制备高效非晶纳米晶变压器铁心处理工艺,有望促进全球能源互联网建设,推动经济和社会可持续发展。     

热处理对铁基纳米晶薄带高频磁导率的影响

利用单辊快淬法制备Fe Cu Nb Si B铁基纳米晶薄带。分析了热处理温度、热处理时间及冷却条件包括冷却速度与氧化程度对Fe Cu Nb Si B铁基纳米晶薄带高频磁导率的影响。随热处理温度的上升,铁基纳米晶铁芯的磁导率先增大而后出现不同程度的降低;在一定热处理温度,随热处理时间的延长,铁基纳米晶铁芯的磁导率逐渐减小;较快的冷却速度与氧化会降低铁基纳米晶铁芯的高频磁性能。     

能源模块磁开关工作特性分析

为保证气体开关可靠触发和其他器件的绝缘安全,神光III能源模块的主放电回路采用磁开关来隔离触发电压,能源模块选择铁基纳米晶环形磁芯作为磁开关。为验证磁开关在能源模块中的工作特性,建立了与工况类似的基于电容放电型测试平台,获得高、低铁基纳米晶材料在一定磁化速率、磁感应增量下的平均相对脉冲磁导率和伏秒积,理论推导了磁开关在能源模块中的平均非饱和电感、饱和电感和饱和时间。理论计算和实测结果表明,能源模块中磁开关的平均非饱和电感约为14 H、饱和电感约为0.6 H、饱和时间约为0.70 s,满足工程设计要求。低剩磁铁基纳米晶材料较高剩磁铁基纳米晶材料更适合作为能源模块磁开关的磁芯。     

SQ扁线共模电感未能应用在变频冰箱的原因分析及解决方案提出

SQ扁线共模电感在电视等黑色家电上应用很普遍,这种电感有生产自动化程度高、一致性好、高频干扰抑制效果好等优点,但一直未用到变频冰箱产品上.当变频冰箱使用与常用的环形共模电感的外形尺寸和感值相当的SQ扁线共模电感时出现电感失效,致使骚扰电压低频段异常高,分析SQ扁线共模电感失效的原因是电感出现了饱和,由于SQ共模电感具有较小的磁芯截面积、较大的漏感,以及相较于电视等黑色家电,变频冰箱具有较大的峰值工作电流、较大的变频载波泄漏电流,所以SQ扁线共模电感在共模电流和差模电流共同作用下就容易出现饱和而失效.故提出用通过增大磁芯面积、减少绕线匝数的方法来减小磁芯中的磁密而避免磁芯出现饱和失效,使SQ扁线共模电感能够应用在变频冰箱产品上.     

脉冲电流退火的钴基非晶带环巨磁阻抗效应

将近零磁致伸缩系数的钴基非晶薄带卷成环形后,在16kA/m横向磁场作用下,用密度为25A/mm2的脉冲电流退火30s,并由环形薄带轴线上的直流电流提供环形磁场,可以获得显著的巨磁阻抗效应.分析了巨磁阻抗效应与激励电流的频率和幅值的关系.结果表明,在低频下阻抗变化率随频率升高而增大,达到特征频率后随频率升高而减小,增大激励电流幅值有利于提高磁阻抗效应.样品在频率为5MHz、峰-峰值5mA交流电流激励下阻抗变化率达55.1%.     

短脉冲作用下磁开关的磁场分析

工作在短脉冲状况下的磁开关的伏秒积存在着实际测量值与理论计算值不一致的偏差,为了分析出现偏差的原因,提出利用傅立叶变换分析磁开关电压波形,得到磁开关电压的频谱,并利用有限元法计算所得频谱下磁芯截面上的磁场。利用所提出的方法对一磁开关进行了分析,在有限元仿真软件(ANSYS)中建立磁芯与绕组的实体模型,然后由该模型计算的磁开关伏秒积与理论值对比,得出磁芯体积的实际利用率为79.21%。同时,ANSYS计算结果表明,在短脉冲作用下磁开关内的磁场大部分集中在磁芯表面,导致了磁芯利用率减小,这是实际值与理论值不一致的主要原因。     

交错并联磁集成软开关双向DC/DC变换器的研究

交错并联磁集成软开关技术可以减小变换器输出电流纹波,提高动态响应,减小开关损耗。介绍了一种交错并联磁集成双向DC/DC变换器电路拓扑结构,该变换器具有开关器件电压应力低,输入输出电压变比大的优点。分析了变换器在Boost和Buck模式下的工作模态,并推导了稳态工作时的基本方程,获得了稳态电压增益,通过等效电感分析了输出稳态纹波与动态响应和集成电感耦合系数的关系,并给出了设计范围,利用阵列式磁芯设计了耦合电感,并给出了设计方法。采用交错并联磁集成技术,减小了输入输出电流纹波;给出了软开关的实现条件,可以实现所有开关管的零电压开关(ZVS)导通,减小了开关损耗。研制了原理样机,通过实验验证了理论分析的正确性。     

退火温度对FeCoTiO纳米颗粒膜软磁性能的影响

采用射频磁控溅射法制备FeCoTiO纳米颗粒膜,在不同温度下进行退火处理,研究退火温度对其磁性能的影响.结果表明,随着退火温度的升高,在低于200℃时薄膜受应力变化机制影响较大,体现为矫顽力Hc、各向异性场Hk、截止频率fr降低,磁导率实部μ′增大;在高于200℃时以晶粒长大机制为主,体现为Hc、Hk、fr增高,μ′减小.综合考虑FeCoTiO纳米颗粒膜磁性能在各退火温度下的表现,在制备集成磁膜微电感的过程中,确定250℃是聚酰亚胺的最佳高温胶联化温度.     

电磁线线芯的高频感应退火工艺研究

研究了高频感应温度、高频感应电流和铜导线规格对铜导线半硬值的影响规律,比较了传统退火工艺和高频感应退火工艺对产品性能的影响。结果表明:铜导线半硬值随高频感应温度的升高而减小,在210～230℃内,半硬值急剧减小;铜导线半硬值随高频感应电流的增大而减小,在高频电流为70～95 A时快速减小。与传统退火工艺相比,高频感应退火工艺能耗较高,只适用于宽边较宽的铜导线的生产。在漆包线生产过程中,经过高频感应退火处理的电磁线线芯半硬值随着烘烤时间的延长下降较快。