鋇鐵氧體包覆軟磁復(fù)合材料制備工藝研究.pdf

1、軟磁復(fù)合材料(SMC)是通過物理化學(xué)方法在鐵粉粒子表面包覆形成絕緣層,并通過粉末冶金的工藝將其壓制成型。SMC材料具有的各向同性磁性能和易于加工成型的優(yōu)點(diǎn)使其在復(fù)雜磁路電機(jī)和高頻電機(jī)領(lǐng)域有廣闊的前景。軟磁復(fù)合材料磁感應(yīng)強(qiáng)度低和包覆層材料不穩(wěn)定的缺點(diǎn)是限制其應(yīng)用的主要因素。
　　本研究基于鋇鐵氧體材料BaFe12O19磁性能優(yōu)良、具有納米級微觀尺寸且均勻性好的優(yōu)點(diǎn),選用其作為包覆層材料進(jìn)行軟磁復(fù)合材料制備工藝的研究。首先用熱液合成法

2、和溶膠-凝膠法制備納米級鋇鐵氧體粉末顆粒,并對產(chǎn)物進(jìn)行表征與分析。然后將制備出的鋇鐵氧體材料包覆至鐵粉表面,通過壓制、燒結(jié)等粉末冶金工藝將包覆后的粉末制備成型,并進(jìn)行性能測試。研究摻雜比例,壓制壓力和熱處理溫度對試件性能的影響。首先測試了試件的密度,電阻率和橫向斷裂強(qiáng)度,對其中綜合性能較好的樣品進(jìn)行磁性能測試,與市場上已有的Somaloy500粉末進(jìn)行對比。研究表明采用熱液合成法在pH=13,Ba2+與Fe3+摩爾比為1:8,加熱時間為

3、5小時的條件下可以得到純凈的BaFe12O19粉末。其顆粒的微觀形狀為片狀,厚度約為50nm,直徑介于200~500nm之間。制得的粉末熱穩(wěn)定性好,惰性氣體中在650℃以下不發(fā)生反應(yīng)。而采用溶膠-凝膠法制備的鋇鐵氧體膠體前驅(qū)物熱穩(wěn)定性差,不能作為包覆材料。用粉末冶金工藝制備得到的軟磁鐵氧體樣品,其密度受壓制壓力與鋇鐵氧體摻雜比例的影響較大,熱處理溫度對試件密度基本無影響。壓制壓力的升高和摻雜比例的降低可以使密度增大。電阻率主要受熱處理溫

4、度與摻雜比例的影響,熱處理溫度的升高和摻雜比例的提高可以使電阻率增大。其中3％比例鋇鐵氧體包覆的樣品具有較均衡的表現(xiàn),其密度為7.01g/cm3,小于Somaloy500樣品的7.22g/cm3;電阻率為70.34μΩ*m,與Somaloy500樣品的89.68μΩ*m相比基本持平。橫向斷裂強(qiáng)度受壓力、包覆材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)和熱處理溫度的綜合影響,隨壓力與熱處理溫度升高而增大。當(dāng)包覆不完全時隨包覆材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)而升高增大,而后趨于穩(wěn)定。其值大于