非晶FeSiB磁粉芯的制备及软磁性能研究

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。本实验选用Fe78Si13B9非晶粉末作为原材料,经过绝缘包覆后压制成磁粉芯。同时运用扫描电镜分析、X-射线衍射分析、差热分析等现代分析手段,研究各种制备工艺参数对非晶Fe78Si13B9磁粉芯的磁导率、品质因数、损耗、矫顽力等磁性能的影响规律。结果表明：热处理是磁粉芯制作过程中最敏感的工艺。热处理可以消除磁粉芯内应力、增加磁粉芯的粘结强度、提高磁导率及改善品质因数Q值等。过低的退火温度不能够完全消除内应力,过高的退火温度使得磁粉芯发生晶化,同时也会破坏绝缘的包覆效果,降低磁粉芯的性能。大粒度磁粉制备的磁粉芯的磁导率较大,损耗也较高。通过适当的磁粉粒度配比可以有效地提高磁粉芯磁导率,降低损耗,提高磁粉芯的频率特性。实验中所得出较好的粒度配比为：-150～+200目占70%,-200～+250目占10%,-250～+320目占20%粘结剂的选择及其含量对磁粉芯的磁性能有重大影响。随着粘结剂含量的增加,磁粉芯的磁导率先增加再减小,品质因数也是先增加再减小。粉末颗粒的绝缘包覆效果良好,能够有效的改善磁粉芯的性能。随着绝缘剂含量的增加,磁粉芯的磁导率先增加再减小,品质因数也是先增加再减小。压力是保证磁粉芯获得好的磁性能和力学性能的基础。增加成型压力可以提高磁粉芯密度、磁导率。成型压力过高,磁粉芯损耗也增大。非晶粉末经过钝化处理后,磁粉芯的磁导率增加,而且频率稳定性好,品质因数提高,磁滞损耗和涡流损耗都明显减小。制备Fe7gSi13B9磁粉芯的最佳工艺参数：非晶粉末进行磷化液钝化处理：粘结剂含量3.4%；绝缘剂含量4%；成型压力1800MPa；热处理温度350℃,热处理时间为60min。在频率0～3500kHz以内,磁粉芯磁导率具有良好的频率稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 软磁材料概述
• 1.1.1 软磁材料的发展历程
• 1.1.2 常用软磁材料的分类
• 1.1.3 非晶铁基软磁合金研究简介
• 1.2 磁粉芯
• 1.2.1 金属磁粉芯材料的发展现状
• 1.2.2 磁粉芯的分类
• 1.2.3 磁粉芯发展方向
• 1.3 磁粉芯的制备
• 1.3.1 金属粉末的制备
• 1.3.2 粘结剂与耦联剂
• 1.4 动态磁性参数
• 1.4.1 复数磁导率
• 1.4.2 品质因数
• 1.4.3 磁损耗
• 1.5 论文的意义及内容
• 第2章 实验方法及原理
• 2.1 实验设计
• 2.1.1 实验原料及仪器
• 2.1.2 样品制备工艺流程
• 2.1.3 热处理
• 2.1.4 粉末筛分
• 2.1.5 钝化处理
• 2.1.6 绝缘包覆
• 2.1.7 模压成型
• 2.2 基本的测试和分析方法
• 2.2.1 磁粉芯密度测算
• 2.2.2 动态磁性能测试
• 2.3 样品组织结构分析
• 78Si₁₃B₉磁粉芯的磁性能分析'>第3章 Fe₇₈Si₁₃B₉磁粉芯的磁性能分析
• 78Si₁₃B₉非晶粉末结构分析与差热分析'>3.1 Fe₇₈Si₁₃B₉非晶粉末结构分析与差热分析
• 3.2 热处理
• 3.2.1 退火温度对磁粉芯磁导率的影响
• 3.2.2 退火温度对磁粉芯品质因数的影响
• 3.3.3 退火温度对磁粉芯损耗的影响
• 3.2.4 小结
• 3.3 粉末粒度
• 3.3.1 粉末粒度对磁粉芯磁导率的影响
• 3.3.2 粉末粒度对磁粉芯品质因数的影响
• 3.3.3 粉末粒度对磁粉芯损耗的影响
• 3.3.4 粉末粒度对磁粉芯矫顽力的影响
• 3.3.5 小结
• 3.4 粒度配比
• 3.5 粘结剂
• 3.5.1 粘结剂对磁粉芯密度的影响
• 3.5.2 粘结剂对磁粉芯磁导率的影响
• 3.5.3 粘结剂对磁粉芯品质因数的影响
• 3.5.4 小结
• 3.6 绝缘剂
• 3.6.1 绝缘剂对磁粉芯磁导率的影响
• 3.6.2 绝缘剂对磁粉芯品质因数的影响
• 3.6.3 绝缘剂对磁粉芯损耗的影响
• 3.6.4 小结
• 3.7 成型压力
• 3.7.1 成型压力对磁粉芯密度的影响
• 3.7.2 成型压力对磁粉芯磁导率的影响
• 3.7.3 成型压力对磁粉芯损耗的影响
• 3.7.4 成型压力对磁粉芯矫顽力的影响
• 3.7.5 小结
• 3.8 钝化处理
• 3.8.1 钝化处理对磁粉芯磁导率的影响
• 3.8.2 钝化处理对磁粉芯品质因数的影响
• 3.8.3 钝化处理对磁粉芯损耗的影响
• 3.8.4 小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文