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非晶FeSiB合金磁粉芯的制备及性能研究

作　者: 凌子坚
导　师: 任英磊；邱克强
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料学
关键词: 非晶磁粉芯 磁导率 品质因数 损耗
分类号: TG132.271
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


金属磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料,其特殊的软磁性能使其在许多应用场合具有其他磁性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的电子器件,由此对磁粉芯提出了更高的要求。非晶Fe78Si9B13磁粉芯具有品质因数高、高频损耗低、价格低廉等特点,在高频电感铁芯具有广泛的应用前景。本实验选用Fe78Si9B13非晶带材为原料,分别通过机械破碎和气流破碎成非晶粉末,采用粉末冶金工艺压制成磁粉芯。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,研究了制备工艺参数对非晶Fe78Si9B13磁粉芯的磁导率、品质因数、损耗等磁性能的影响规律。结论如下:机械破碎法得到的粉体颗粒形貌为片状,呈多边形和长条形,并存在大量尖角。而气流破碎法得到的粉体颗粒形貌以圆片状为主,边缘比较平滑。气流破碎法得到的粉末制备的磁粉芯磁性能更优,是非晶带制粉更适宜的破碎方法。经过钝化处理,磁粉颗粒表面生成了一层磷化膜。添加钝化剂可以使磁粉芯频率特性变得更加稳定,损耗降低,品质因数提高。绝缘包覆是磁粉芯制备的关键工艺。绝缘剂的添加可以降低磁粉芯的涡流损耗,提高品质因数;但过多的绝缘剂又会使磁粉芯中非磁性物质比例增大,降低其磁导率;最佳的粘结剂添加量为3.5%。适当的磁粉粒度配比可以有效提高磁粉芯的磁导率,降低损耗。实验中最佳的粒度配比为:-100~+150目占60%,-150~+200目占10%,-200~+250目占10%,-250~+320目占20%。热处理对磁粉芯性能影响显著。增加退火温度能够有效地增大非晶磁粉芯的磁导率,降低损耗;但退火温度过高会使非晶磁粉晶化,生成导电性较差的非磁性相,同时也会破坏绝缘剂的包覆效果,降低磁粉芯的性能;最佳退火温度为400℃,时间为1小时。成型压力是保证磁粉芯获得好的磁性能的基础,增大压力有利于增加样品的密度,提高磁导率;但压力过大会破坏磁粉芯的绝缘层,降低粉芯的磁性能;当成型压力为1800MPa(保压1分钟),磁粉芯的综合磁性能最好。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-24
  1.1 软磁材料  11-16
    1.1.1 晶态软磁材料  12-13
    1.1.2 纳米晶软磁材料  13-14
    1.1.3 非晶软磁材料  14-16
  1.2 金属软磁粉芯  16-22
    1.2.1 金属软磁粉芯的发展历程  16-17
    1.2.2 金属软磁磁粉芯的分类  17-18
    1.2.3 纳米晶、非晶软磁磁粉芯  18-19
    1.2.4 金属软磁粉芯的性能影响因素  19-20
    1.2.5 金属软磁磁粉芯发展展望  20-22
  1.3 本课题选题意义与研究内容  22-24
第二章 实验方法及原理  24-30
  2.1 非晶磁粉芯制备工艺图  24
  2.2 样品的制备  24-27
    2.2.1 非晶带材的制备  24
    2.2.2 带材的脆化处理  24-25
    2.2.3 带材破碎制粉  25
    2.2.4 钝化处理  25
    2.2.5 绝缘包覆  25-26
    2.2.6 粉末筛分  26
    2.2.7 磁粉芯压制成型  26-27
    2.2.8 热处理  27
  2.3 样品的测量和分析方法  27-28
    2.3.1 磁粉芯密度计算  27-28
    2.3.2 磁粉芯磁性能测试  28
  2.4 样品结构形貌分析  28-30
第三章 实验结果与分析  30-56
  3.1 机械破碎法和气流破碎法制备非晶粉末的对比分析  30-32
  3.2 粉末钝化处理  32-36
    3.2.1 粉末钝化作用与形貌分析  32-33
    3.2.2 粉末钝化处理对磁粉芯性能的影响  33-36
  3.3 绝缘包覆  36-42
    3.3.1 绝缘剂对磁粉芯性能的影响  37-41
    3.3.2 粘结剂对磁粉芯性能的影响  41-42
  3.4 粉末粒度对磁粉芯性能的影响  42-46
    3.4.1 单一粒度对磁粉芯性能的影响  43-45
    3.4.2 粒度配比对磁粉芯性能影响  45-46
  3.5 热处理对磁粉芯性能的影响  46-50
    3.5.1 非晶磁粉的结构与差热分析  46-47
    3.5.2 退火温度对磁粉芯性能的影响  47-50
  3.6 压制成型  50-56
    3.6.1 成型压力对磁粉芯密度的影响  51-53
    3.6.2 成型压力对磁粉芯性能影响  53-56
第四章 结论  56-57
参考文献  57-59
在学研究成果  59-60
致谢  60

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 合金学与各种性质合金 > 特种物理性质合金 > 特种电磁性质合金 > 特种磁性质合金 > 软磁合金
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