鐵鎳梯度合金的地磁屏蔽行為研究.pdf

1、為了應(yīng)對(duì)國(guó)防和各類民用電子設(shè)備中磁敏元件對(duì)地磁屏蔽的要求，利用坡莫合金優(yōu)異的磁場(chǎng)屏蔽特性，本文提出在常用的磁屏蔽材料DT4E表面擴(kuò)散合金化生成坡莫合金的辦法，制備出一種具有多層結(jié)構(gòu)的鐵鎳梯度合金材料。并利用光學(xué)顯微鏡（OM），掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、震動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）、高斯計(jì)等多種手段對(duì)其微觀組織、軟磁性能和地磁屏蔽性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，探討了鐵鎳梯度合金材料宏觀的三層結(jié)構(gòu)和微觀的無數(shù)多層結(jié)構(gòu)在地磁屏蔽中的屏

2、蔽機(jī)理問題。
　　鐵鎳梯度合金在宏觀上具有三層結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為兩側(cè)坡莫合金中間夾著一層DT4E電磁純鐵的三明治結(jié)構(gòu)。鐵鎳梯度合金的微觀組織觀察表明，受到擴(kuò)散規(guī)律的控制，兩側(cè)的坡莫合金在成分上按照擴(kuò)散規(guī)律由表及里梯度分布；整個(gè)鐵鎳梯度合金表面層為γ-(Fe,Ni)固溶體相的細(xì)小等軸晶粒組織，鐵鎳界面附近為擴(kuò)散引起的細(xì)晶組織，基體層為再結(jié)晶長(zhǎng)大的鐵素體晶粒組織。
　　鐵鎳梯度合金表面合金化的程度受熱處理工藝中1200℃保溫時(shí)間的控制

3、，鐵鎳梯度合金的矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度與其表面合金化程度的關(guān)系不大，但是地磁屏蔽性能受表面合金化的影響較大。鐵鎳梯度合金的矯頑力約為0.8Oe，大小與基體DT4E相當(dāng)，飽和磁化強(qiáng)度相對(duì)于基體下降了10-20％，而表面鎳含量（原子百分?jǐn)?shù)）為80%的鐵鎳梯度合金，經(jīng)過600℃空冷的二次處理后，地磁屏蔽系數(shù)相對(duì)于基體DT4E提高了8倍。
　　采用Maxwell2D有限元模擬和理論分析相結(jié)合的方法，研究了多層屏蔽結(jié)構(gòu)在磁場(chǎng)屏蔽中的屏蔽機(jī)理，

4、得到多層屏蔽結(jié)構(gòu)的屏蔽系數(shù)計(jì)算公式，據(jù)此對(duì)多層屏蔽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。結(jié)果表明，多層屏蔽結(jié)構(gòu)的屏蔽系數(shù)隨屏蔽結(jié)構(gòu)尺寸縮放而不會(huì)發(fā)生改變，并且對(duì)于特定厚度和特定材料構(gòu)成的多層屏蔽結(jié)構(gòu)存在優(yōu)化的屏蔽結(jié)構(gòu)尺寸和屏蔽結(jié)構(gòu)層數(shù)，其中優(yōu)化的屏蔽結(jié)構(gòu)層數(shù)還會(huì)隨多層屏蔽結(jié)構(gòu)的總厚度與屏蔽材料的磁導(dǎo)率增加而階梯式地增加。
　　對(duì)鐵鎳梯度合金中的多層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，表明鐵鎳梯度合金對(duì)地磁的屏蔽作用主要是通過各成分層協(xié)同的并聯(lián)分流作用來實(shí)現(xiàn)的，其多層結(jié)構(gòu)