新型鐵基軟磁復(fù)合材料制備及包覆層熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、絕緣鐵粉基軟磁復(fù)合材料,是在鐵粉表面包覆一層絕緣層,具有優(yōu)良的軟磁性能,尤其是在高頻應(yīng)用中。因?yàn)檐洿艔?fù)合材料具有磁各向同性的特點(diǎn),也經(jīng)常用來(lái)設(shè)計(jì)新型高速電動(dòng)機(jī)并且具有較少的能量損失。但是由于軟磁復(fù)合材料的密度相對(duì)較低,導(dǎo)致的材料強(qiáng)度較低,以及包覆層材料的熱穩(wěn)定性差致使成型后的材料熱處理溫度低,這兩個(gè)缺點(diǎn)嚴(yán)重的限制了其取代硅鋼材料以及其他多方面的應(yīng)用。
　　本課題利用熱液合成法在不同條件下制備了五種包覆材料,并且用SEM, XRD,

2、 FT-IR和VSM對(duì)材料性能進(jìn)行表征。用不同的方法包覆高純度鐵粉制備了軟磁材料粉末,并用粉末冶金技術(shù)在900MPa下壓制成型,然后在不同的氣氛和預(yù)定熱處理?xiàng)l件下熱處理。測(cè)量了樣品熱處理前后的密度和電阻率。用TGA/DTA對(duì)絕緣層的熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析。
　　研究得出pH=5的時(shí)候制備的Ni-Zn鐵氧體材料顆粒尺寸為17nm左右。當(dāng)熱處理到500℃和700℃時(shí),顆粒分別長(zhǎng)大到73nm和390nm。通過 TGA/DTA分析由于 Ni-Z

3、n鐵氧體與鐵在高溫下發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致電阻率非常低。制備的Mg-Al雙層氫氧化物在SEM下顆粒形狀很均勻,尺寸約為223nm。當(dāng)熱處理后,Mg-Al雙層氫氧化物失效。TGA/DTA分析得出水和羥基的丟失及隨后雙層氧化物的形成。這并不能阻止高活性的表面鐵原子氧化形成導(dǎo)體。制備的P-Si-Al膠包覆的軟磁材料在熱處理到500℃后電阻率可達(dá)255×10-4Ω*cm,密度為7.02g/cm3。但當(dāng)熱處理到700℃時(shí),電阻率降低到6×10-4Ω*cm。

4、與鐵粉反應(yīng)生成的磷酸鐵包覆層在550℃左右時(shí)由于磷酸鐵發(fā)生晶化使電阻率降低。第四種B-Si膠包覆層在熱處理后會(huì)融化增加材料的結(jié)合強(qiáng)度,但是由于包覆材料融化滲出,使材料電阻率降低使包覆失效。而最后制備 P-Si-Al-B膠包覆材料用加熱箱包覆方法制備的軟磁材料在500℃熱處理后電阻率可達(dá)283×10-4Ω*cm,在600℃熱處理后樣品表面電阻率可達(dá)到219×10-4Ω*cm,甚至在熱處理到700℃后表面電阻率仍可達(dá)到156×10-4Ω*c