SiO2絕緣包覆制備高頻低損耗鐵基軟磁復合材料.pdf

1、鐵基軟磁復合材料廣泛應用于電機、變壓器和傳感器等領(lǐng)域，本研究采用正硅酸乙酯(TEOS)為前驅(qū)體，3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)為偶聯(lián)劑在鐵磁粉末表面包覆一層SiO2絕緣層來制備鐵基軟磁復合材料，使其具有高的磁導率、高的飽和磁化強度、低的交流磁損耗和高的使用頻率。采用X射線衍射(XRD)、傅氏變換紅外光譜儀(FTIR)、X射線光電子能譜分析(XPS)、掃描電鏡(SEM)和磁力顯微鏡(MFM)等對粉末和材料的微觀結(jié)構(gòu)進行了表征，采用振

2、動樣品磁強計(VSM)、B-H分析儀分別測試了粉末和材料的磁性能。結(jié)果表明:
　　采用溶膠-凝膠法分別在羰基鐵粉(CIP)、霧化Fe粉以及Fe85Si9.6Al5.4粉末表面成功包覆了絮狀非晶SiO2絕緣層。絕緣包覆SiO2后粉末磁化強度Ms略有下降。
　　經(jīng)SiO2絕緣包覆后的Fe/SiO2軟磁復合材料電阻率顯著增加，隨著工作頻率增加，鐵損相比于未經(jīng)包覆的材料明顯降低;并且能夠保持較好的直流特性，飽和磁化強度Bs為1.10

3、T，矯頑力為125A·m-1。在Fe/SiO2中摻入電阻率較高的CIP/SiO2，電阻率顯著提高，鐵損顯著降低，工作頻率顯著提高;當CIP/SiO2和Fe/SiO2粉的質(zhì)量比為20∶80時，電阻率為6383μΩ·m，飽和磁感應強度Bs為0.78T，矯頑力為139A·m-1，此時鐵損較低且頻率穩(wěn)定性好，在100kHz時鐵損為19.08W/kg。經(jīng)SiO2絕緣包覆后的Fe85Si9.6Al5.4/SiO2軟磁復合材料的高頻穩(wěn)定性好，200k

4、Hz時鐵損為8.4W/kg。
　　提高壓制壓力能提高軟磁復合材料的密度、飽和磁化強度以及磁導率，但是會降低材料電阻率造成磁損增加。提高熱處理溫度能降低壓制產(chǎn)生的內(nèi)應力，提高磁導率，但是過高的熱處理溫度會使材料磁損耗增加。Fe/SiO2軟磁復合材料的最佳壓制壓力為800MPa，熱處理溫度為600℃。Fe85Si9.6Al5.4/SiO2軟磁復合材料的最佳壓制壓力為1800MPa，熱處理溫度為700℃。
　　APTES能有效改善