软磁Fe-Si-Al磁粉芯性能研究

研究了绝缘包覆、压制成型、退火处理对软磁Fe-Si-Al磁粉芯性能的影响.采用扫描电镜,金相显微镜,B-H分析仪和万能材料试验机检测样品的内部结构、形貌、磁性能和力学性能.研究结果表明,添加绝缘剂能够有效的降低磁粉芯的涡流损耗;增大成型压力可以提高磁粉芯的压渍强度、密度、磁导率,降低损耗和矫顽力,最佳成型压力为1800MPa;压制后的退火处理是保证磁粉芯具有较好磁性能的关键,提高热处理温度可以有效的提高磁导率,降低磁滞损耗,但过高的热处理温度会使磁粉芯的磁性能恶化,最佳的退火温度为660℃.     

水雾化Fe_(74)Cr_2Mo_2Sn_2P_(10)C_2Si_4B_4非晶磁粉芯制备及性能研究

采用水雾化Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉制备出了高频特性较好的磁粉芯。研究了样品的形貌、相组成和磁性能。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品质因数,过高的热处理温度会使非晶粉末晶化,析出导电性较差的非铁磁相,恶化磁性能,最佳的退火温度为400℃;绝缘包覆是制备高性能磁粉芯的必备工艺,增加绝缘剂添加量会有效的降低磁粉芯的损耗,提高品质因数,绝缘剂添加量过多会降低磁粉芯的密度和磁导率,导致综合磁性能下降,Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉芯最佳的绝缘剂添加量为5.0%。     

亲疏水性SiO2复合有机树脂包覆对FeSiCr磁粉芯性能的影响

研究了亲疏水性SiO₂复合有机树脂对FeSiCr磁粉芯性能的影响以及退火热处理对磁粉芯磁性能的影响。将FeSiCr合金粉末经磷化处理后,分别采用疏水性、亲水性两种不同类型的SiO₂复合有机树脂对粉体进行绝缘包覆,经压制成型并固化制备成FeSiCr磁粉芯。结果表明,采用偶联改性亲水性SiO₂复合有机树脂的包覆效果明显优于疏水性SiO₂复合有机树脂包覆。随着SiO₂添加量的增加,磁粉芯的体电阻率和矫顽力增加,而密度、饱和磁化强度及磁导率降低;采用质量分数0.5%疏水性SiO₂复合有机树脂包覆工艺制备的FeSiCr磁粉芯退火后综合性能最优,在20 mT,100 kHz测试条件下,磁损耗仅为49.84 kW/m³,相比于采用纯树脂包覆工艺制备的磁粉芯损耗下降了16.9%。退火热处理能够有效提高FeSiCr磁粉芯的磁性能。     

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℃。     

亲疏水性SiO2复合有机树脂包覆对FeSiCr磁粉芯性能的影响

研究了亲疏水性SiO₂复合有机树脂对FeSiCr磁粉芯性能的影响以及退火热处理对磁粉芯磁性能的影响。将FeSiCr合金粉末经磷化处理后,分别采用疏水性、亲水性两种不同类型的SiO₂复合有机树脂对粉体进行绝缘包覆,经压制成型并固化制备成FeSiCr磁粉芯。结果表明,采用偶联改性亲水性SiO₂复合有机树脂的包覆效果明显优于疏水性SiO₂复合有机树脂包覆。随着SiO₂添加量的增加,磁粉芯的体电阻率和矫顽力增加,而密度、饱和磁化强度及磁导率降低;采用质量分数0.5%疏水性SiO₂复合有机树脂包覆工艺制备的FeSiCr磁粉芯退火后综合性能最优,在20 mT,100 kHz测试条件下,磁损耗仅为49.84 kW/m³,相比于采用纯树脂包覆工艺制备的磁粉芯损耗下降了16.9%。退火热处理能够有效提高FeSiCr磁粉芯的磁性能。     

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。     

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。     

铁硅铝磁粉芯的磁导率和损耗性能

采用球磨制粉和模压成形方法制备铁硅铝磁粉芯,研究了退火温度、成型压力、磁粉粒度和磁粉热处理对磁粉芯的磁导率和损耗性能的影响。结果表明,提高退火温度和成型压力,磁粉芯的磁导率增大,损耗减小。磁粉粒度越小,磁粉芯的磁导率和磁芯损耗越低。磁粉在560℃热处理1小时后,磁粉芯的磁导率和损耗均降低。     

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。     

成型压强对FeSiB磁粉芯磁性能的影响

磁粉芯作为软磁材料的新兴发展成果相较于传统软磁材料在电力电子方面有着巨大的应用潜力。本文以气雾化FeSiB磁粉末为原料,经过预处理、包覆、成型压制和退火处理等过程制备了FeSiB磁粉芯,并研究了不同成型压强对磁粉芯磁性能的影响。结果表明,经钝化处理后的FeSiB粉末相比于未钝化粉末具有更稳定、致密的表面包覆层,提高了磁粉芯的电阻率、降低了磁损耗。对比不同成型压强下磁粉芯的磁性能,得出随着压强的增加,磁粉芯的磁导率先增加后减小,且在较宽频率范围内有着稳定的频率特性,当成型压强为1 400 MPa,f为100 kHz,B_m为50 mT时,磁粉芯表现出良好的软磁性能,其中磁导率为17.66,磁损耗为103.04 W/kg,Q值为64.34。     

Effect of Particle Size Distribution on the Magnetic Properties of Fe-Si-Al Powder Core

The Fe-Si-Al soft magnetic powder cores with five particle size distributions were prepared. The microstructure study revealed that the cores had a fairly compacted structure with a uniform insulation layer of the phosphate forming on the surface of the magnetic particles. The particle size distribution was found to have the great influence on the core’s magnetic properties. The increase of the percentage of the small particles results in the decrease of the effective permeability, the improvement of the DC-bias performance, and the deterioration of the core loss. The effects of the distributed air gap and the demagnetization field on the core’s magnetizing process were believed to be the underlying physical origins. The core losses at the frequencies lower and higher than 150 kHz were found to be mainly determined by the hysteresis loss and the eddy-current loss, respectively. The good magnetic performances of the Fe-Si-Al powder cores with the effective permeability of about 55–60 were finally achieved as follows: the percent permeability at 100 Oe is up to 52.3 %, and the lowest core loss at 50 kHz/1000 Gs is 270 mW cm^?3.     

Fe/Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9纳米晶磁粉芯研究

采用Fe粉复合FeCuNbSiB纳米晶粉体制备了磁粉芯,并讨论了退火温度、Fe粉复合量、纳米晶粉体粒度以及绝缘剂等对磁粉芯磁性能的影响.结果表明,在200～350℃和350～400℃内退火,随着温度的升高,μ_e均呈先增大后减小,375℃时达到最佳;当复合Fe粉后,发现其软磁性能得到了明显改善, Fe粉量为40%时,μ_e达到最大,且在100kHz～1MHz内,频率稳定性良好,其中心频率在500kHz附近,并随Fe粉量的增加而向低频发生偏移.纳米晶粉体的粒度越大,磁粉芯的磁性能越好;粉体粒度为100～200目时,其μ_e达到最大.当375℃退火,由有机绝缘剂、40%(质量分数)Fe粉、100～200目纳米晶粉制备的磁粉芯,其μ_e达52.72、损耗Pu为0.01317J/m~3、Bs为3.92×10~(-3)T、Br=6.48×10~(-5)T、H_c为1.28A/m.     

纳米晶软磁复合磁粉芯在中高频段性能研究

介绍了利用球磨后的FeCuNbSiB合金粉末冷压制作纳米晶复合磁粉芯的工艺.探讨了粉末粒度为80～200目,绝缘剂量为1%～8%时纳米晶复合磁粉芯的频率特性,直流叠加特性及品质因数Q.制备出的平均粒度为80目的磁粉芯有效磁导率μe在1MHz范围内恒为85,在100kHz时其峰值Q为65,在f=50kHz,Bm=50mT测试条件下其损耗为102mW/cm3.其功率损耗比传统铁粉芯,Fe-Ni粉芯小.     

退火对玻璃包覆Fe_(69)Co_(10)Si_8B_(13)非晶微丝磁性能及力学性能的影响

研究了退火对玻璃包覆Fe69Co10Si8B13非晶合金微丝磁性能和力学性能的影响。结果表明,退火温度为450℃时,矫顽力和剩磁比最小,轴向和径向矫顽力分别为1.8Oe和8.5Oe,比退火前降低了31%和36%,轴向和径向剩磁比分别为0.031和0.012,比退火前降低了74%和63%。当退火温度低于450℃时,芯丝抗拉强度基本保持不变,平均抗拉强度约2500MPa;当退火温度高于450℃时,芯丝抗拉强度迅速降低。未退火及退火温度低于450℃退火时,合金芯丝断口存在少量的脉状花样,且脉状花样及花样交叉的数量越多,所对应的芯丝抗拉强度越高;经500℃以上退火后,放射状撕裂区占芯丝断口大部分面积,芯丝表现出更大的脆性。在450℃20min条件下退火,微丝具有较低的矫顽力和较高的强度,综合性能优良。     

粉末挤出成型法制备FeSiAl/FeCuNbSiB磁粉芯

采用粉末挤出成型法制备了FeSiAl/Fe-CuNbSiB纳米晶磁粉芯,并讨论了FeSiAl粉复合量、粉胶质量比对磁粉芯磁性能的影响。结果表明粘结剂配方为硬脂酸1%、聚丙烯20%、石蜡79%,挤出成型粉胶质量比10∶1的FeSiAl/FeCuNbSiB纳米晶磁粉芯,磁粉芯密度达到4.69g/cm3。200目FeSiAl粉与300目FeCuNbSiB纳米晶粉复合,当磁粉芯磁粉质量配比为"200目FeSiAl粉30%+300目FeCuNbSiB纳米晶粉70%"、粉胶质量比为10∶1、44℃×0.5h石油醚脱脂、热处理温度160℃×1h时,磁粉芯取得最佳的软磁性能,磁粉芯中心频率f为600kHz,有效磁导率μe达到16.48,品质因数Q值为57.5;频率及温度的变化对磁粉芯的有效磁导率的影响小。     

FeNi/Glass Soft Magnetic Composites with High Magnetic Properties

FeNi/glass composites with 0 wt%,1 wt%, and 2 wt% glass content are produced, and their soft magnetic properties are systematically studied. The scanning electron microscope (SEM) results indicate that the FeNi particles are surrounded by glass powder. With the addition of glass powder, the saturation magnetization of the FeNi/glass composites decreases from 170 to 158 emu/g, and the effective permeability decreases from 56.1 to 39.1. With the increase of glass content, the imaginary part μ″ is reduced, indicating that the eddy current loss or excess loss is reduced at high frequency. The magnetic loss measurement results show that the addition of glass powder greatly reduces the eddy current loss. Furthermore, the FeNi/glass composite core with 2 wt% glass content has moderate permeability, higher quality factor Q, and better DC bias characteristics than other cores. The results show that the ideal glass powder content can improve the magnetic properties of FeNi composite materials, and glass powder can be used as an insulator in soft magnetic composites (SCMs).