溫壓FeSiAl軟磁粉芯的研究.pdf

1、金屬磁粉芯是一種具備磁電轉(zhuǎn)換功效的新型軟磁材料。從使用頻率和功率來(lái)看，金屬磁粉芯均介于金屬軟磁材料與鐵氧體之間，廣泛應(yīng)用于電子通訊、雷達(dá)、開(kāi)關(guān)電源等領(lǐng)域。FeSiAl磁粉芯具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高的磁導(dǎo)率、良好的頻率特性和低的損耗等特點(diǎn)，且價(jià)格低廉。它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用很好地迎合了電子元器件小型化、薄型化、輕量化和高效化的發(fā)展趨勢(shì)。
　　本文采用水霧化法生產(chǎn)的FeSiAl粉末，并將溫壓工藝引入磁粉芯的制備之中。根據(jù)FeSiAl粉末特性

2、和溫壓工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)，主要研究絕緣包覆、溫壓成形和退火處理等工藝對(duì)其性能的影響。采用日本理學(xué)株式會(huì)社D/MAX-UltimⅣ型X射線衍射對(duì)原始粉末和經(jīng)過(guò)絕緣包覆及退火處理的粉末進(jìn)行物相分析;采用國(guó)產(chǎn)MATS-2010SA軟磁交流測(cè)試儀測(cè)量磁粉芯的磁損耗;采用英國(guó)穩(wěn)科電子儀器公司產(chǎn)3260B型精密磁性元件分析儀測(cè)量樣品的電感。本文總結(jié)出以下結(jié)論:
　　1.絕緣包覆可提高磁粉芯的力學(xué)性能，且降低磁損耗。首先，隨磷酸溶液濃度從0

3、％增加到5.0wt％，磁粉芯的密度和磁導(dǎo)率均逐漸降低，而磁損耗則先降低后升高;其次，隨粘結(jié)劑（硅酸鈉和233耐高溫有機(jī)硅樹(shù)脂）添加量從1.0wt％增加到5.0wt％，磁粉芯的密度、磁導(dǎo)率和磁損耗均逐漸降低。當(dāng)磷酸溶液濃度為0.7 wt％，粘結(jié)劑添加量為1.5wt％時(shí)，磁粉芯的綜合性能最佳:退火后磁粉芯的密度為5.737g/cm3,磁導(dǎo)率為134.0，磁損耗為15.04W/kg。
　　2.溫壓成形是磁粉芯制備中的關(guān)鍵一環(huán)。首先，本文

4、采用硬脂酸鹽（硬脂酸鋰、硬脂酸鋅）和聚乙二醇作為復(fù)合潤(rùn)滑劑。結(jié)果表明:采用硬脂酸鋅和聚乙二醇作為復(fù)合潤(rùn)滑劑效果更優(yōu);其次，隨溫壓溫度從室溫增加到140℃，磁粉芯的密度逐漸增大，磁導(dǎo)率先升高后降低，而磁損耗則先降低后升高;最后，隨溫壓壓力從600MPa提高到1200MPa，磁粉芯的密度逐漸增大，磁導(dǎo)率先升高后降低，而磁損耗則先降低后升高。結(jié)論是:當(dāng)采用質(zhì)量比為2∶3、添加量為1.3％的硬脂酸鋅和聚乙二醇作為潤(rùn)滑劑，溫壓溫度為100℃，溫壓

5、壓力為1100MPa時(shí)，磁粉芯的密度及綜合性能最佳:退火后磁粉芯的密度為5.749g/cm3,磁導(dǎo)率為134.0，磁損耗為12.28 W/kg。
　　3.退火處理是影響磁粉芯磁性能最敏感的一道工序。首先，隨退火溫度從室溫升高到690℃，磁粉芯的密度逐漸減小，磁導(dǎo)率先升高后降低，而磁損耗則先降低后升高;其次，隨退火時(shí)間從0.5h延長(zhǎng)到2h，磁粉芯的密度逐漸減小，磁導(dǎo)率先升高后降低，而磁損耗則先降低后升高。當(dāng)采用630℃×1h退火處理