论文摘要
金属磁粉芯是采用粉末冶金工艺制造的一种软磁材料,其特殊的磁性能使得其在许多应用场合具有其它材料难以比拟的优势。21世纪以来,科技进步需要各种高性能电子器件,由此对磁粉芯提出了更高的要求。FeSiAl磁粉芯因其具有电阻高,高频损耗低等特点,且价格低廉,被广泛应用于高频下做电感铁芯。本文研究了FeSiAl磁粉芯制备过程中钝化处理,绝缘包覆,压制成型,热处理等工艺因素对FeSiAl磁粉芯磁性能及力学性能的影响。绝缘工艺是磁粉芯制备的关键工艺。首先,在不加入云母时,考察粘结剂种类对磁粉芯性能的影响,初步探索粘结剂的影响；其次,在上述绝缘方案的基础上,添加少量云母,考察粘结剂含量对样品磁性能和力学性能的影响；最后,确定云母为绝缘剂,考察云母添加量对磁粉芯样品磁性能的影响,确定合适的添加量。实验发现,在一定范围内增加粘结剂用量和云母添加量,可有效提高磁粉芯频率特性,降低高频损耗；当云母含量为1.0%,硅酮树脂含量为3.5%时,磁粉芯综合磁性能最好；压力是保证磁粉芯获得好的磁性能和力学性能的基础,增大压力有利于增大样品的密度,提高磁导率,提高压溃强度；但压力过大也会带来负面影响,使磁粉芯内的应力及缺陷增加,因此对压力的确定要考虑绝缘层的承受能力；当成型压力为18t/cm2时,磁粉芯的综合磁性能最好；热处理也是影响磁性能的重要工艺,热处理可提高样品的磁导率,降低涡流损耗；在保证绝缘层不被烧蚀的情况下,要尽可能提高热处理温度；此外,热处理时需要一定的保温时间,以使磁粉芯内部的应力释放完全；采用660℃×1h的热处理工艺,样品磁性能最好；不同粉末粒度磁粉制成的磁粉芯性能不同,粗粉制成的磁粉芯磁导率高,但涡流损耗大,样品的恒导磁性差。高恒磁导率的获得在于控制粉末粒度和粒度分布,提高磁粉芯的密度；适当增加细粉比例有利于减少涡流损耗,提高磁粉芯的高频性能；当粒度配比为：-100～+150目占4%,-150～+250目占8%,-250-+320目占34%,-320目占54%时,样品磁性能最好；采用最优化工艺：绝缘剂云母含量为1.0%,粘结剂硅酮树脂含量为3.5%,成型压力18t/cm2,热处理660℃×1h,粒度配比：-100～+150目占4%,-150～+250目占8%,-250～+320目占34%,-320目占54%,制得的磁粉芯性能：磁导率127.94,单位质量损耗12.439w/kg,强度28.5MPa。