FeSiAl磁粉芯的制備及性能研究.pdf

1、鐵硅鋁磁粉芯軟磁性能優(yōu)異，性價(jià)比高，能夠滿足電子元器件實(shí)現(xiàn)微型化、高頻化及多功能化的要求，在許多應(yīng)用領(lǐng)域具有其它材料難以比擬的優(yōu)勢(shì)。本文研究了FeSiAl合金粉的表面處理工藝及磁粉芯制備工藝，包括合金粉的球磨扁平化處理、氮化/磷化絕緣處理工藝，以及壓制成型工藝。探討了表面處理工藝、潤(rùn)滑劑含量、成型壓力、退火溫度等對(duì)FeSiAl磁粉芯性能的影響。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀（XRD）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)觀測(cè)粉末的形貌、

2、晶體結(jié)構(gòu)和飽和磁化強(qiáng)度，利用動(dòng)態(tài)磁滯回線測(cè)試裝置測(cè)試磁粉芯的功率損耗，并采用掃描電子顯微鏡的X射線能量色散譜(EDS)分析氮化粉的成分，利用交流電阻測(cè)試儀測(cè)量阻抗，取其實(shí)部測(cè)得樣品電阻，通過(guò)計(jì)算得出樣品的電阻率。研究結(jié)果表明:
　　1)對(duì)FeSiAl合金粉進(jìn)行了球磨扁平化處理。球磨時(shí)間分別為20 h、40 h和60 h，球料質(zhì)量比為12∶1，經(jīng)過(guò)60 h球磨后粉末幾乎完全扁平化。
　　2)對(duì)FeSiAl合金粉進(jìn)行了表面氮化處

3、理。在1027℃溫度條件下對(duì)球磨20 h、40 h和60 h的FeSiAl合金粉分別氮化了30 min、50 min、70 min、90 min和110 min，發(fā)現(xiàn)氮化90 min時(shí)磁粉的飽和磁化強(qiáng)度略有下降，仍達(dá)到77.53 A·m2/kg，用該條件下所處理的FeSiAl合金粉制備出來(lái)的磁粉芯在100 kHz/300 mT測(cè)試條件下功率損耗最小，為58.18 W/kg。當(dāng)?shù)瘯r(shí)間延長(zhǎng)到110 min時(shí)，磁性能顯著下降，飽和磁化強(qiáng)度降

4、低到68.23A·m2/kg。
　　3)對(duì)FeSiAl合金粉進(jìn)行了表面磷化處理。室溫條件下采用體積百分比為2％、4％、6％和8％的磷化液對(duì)球磨20 h、40 h和60 h的FeSiAl合金粉磷化了15 min。結(jié)果表明，磷化后合金粉的飽和磁化強(qiáng)度隨磷化液體積百分比的增加而減小，所制備磁粉芯的功率損耗先減小，后保持不變。當(dāng)磷化液體積百分比為6％時(shí)，磷化處理的磁粉飽和磁化強(qiáng)度為68.91A·m2/kg，所制備磁粉芯在100 kHz/3

5、00 mT測(cè)試條件下功率損耗接近于最低，為98.24 W/kg。
　　4)研究了潤(rùn)滑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)磁粉芯性能的影響，測(cè)試了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)潤(rùn)滑劑所制備磁粉芯的功率損耗、有效磁導(dǎo)率和品質(zhì)因數(shù)。結(jié)果表明，隨著潤(rùn)滑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，磁粉芯的功率損耗和有效磁導(dǎo)率減小，品質(zhì)因數(shù)增大。當(dāng)潤(rùn)滑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8wt.％時(shí)樣品的磁性能最好。
　　5)采用了FeSiAl氮化粉與未經(jīng)表面處理的球磨粉混合制備磁粉芯，測(cè)試了混合粉的飽和磁化強(qiáng)度以及所制備

6、磁粉芯的功率損耗、有效磁導(dǎo)率和品質(zhì)因數(shù)。結(jié)果表明，當(dāng)?shù)鄣馁|(zhì)量占總質(zhì)量的60％時(shí)，混合粉的飽和磁化強(qiáng)度為87.25 A·m2/kg，所制備磁粉芯在100kHz/300mT測(cè)試條件下功率損耗接近于最低，為69.12 W/kg。
　　6)探討了成型壓力對(duì)磁粉芯性能的影響，測(cè)試了不同壓力條件下磁粉芯的功率損耗、有效磁導(dǎo)率、品質(zhì)因數(shù)。結(jié)果表明，隨著壓力的增加，磁粉芯的功率損耗先減小后增大，有效磁導(dǎo)率一直增大，品質(zhì)因數(shù)先增大后減小。當(dāng)磁粉