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纳米晶FeCuNbSiB合金磁粉蕊的制备及性能研究

作　者: 孙陨
导　师: 连法增
学　校: 东北大学
专　业: 材料学
关键词: 纳米晶磁粉芯磁导率损耗涡流损耗品质因数
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

金属磁粉芯是采用粉末冶金工艺制造的一种软磁材料,其特殊的磁性能使得其在许多应用场合具有其它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电子器件,由此对磁粉芯提出了更高的要求。本文研究了纳米晶FeCuNbSiB合金粉末及磁粉芯制备过程中的工艺因素对磁性能的影响。实验采用机械球磨法制备纳米晶合金粉末,绝缘剂含量为1～5wt%,成型压力为8t/cm2-20t/cm2。实验结果表明：压力是保证磁粉芯获得好的磁性能和力学性能的基础,增大压力有利于增大样品的密度,提高磁导率,提高压溃强度；但压力过大也会带来负面影响,使磁粉芯内的应力及缺陷增加,因此对压力的确定要考虑绝缘层的承受能力；当成型压力为16 t/cm2时,磁粉芯的综合磁性能最好；热处理也是影响磁性能的重要工艺,热处理可提高样品的磁导率,降低涡流损耗；在保证绝缘层不被烧蚀的情况下,要尽可能提高热处理温度；此外,热处理时需要一定的保温时间,以使磁粉芯内部的应力释放完全；采用550℃×1h的热处理工艺,样品磁性能最好；绝缘工艺是磁粉芯制备的关键工艺。采用云母作为绝缘剂,考察云母添加量对磁粉芯样品磁性能的影响,确定合适的添加量。实验发现,在一定范围内增加云母添加量,可有效提高磁粉芯频率特性,降低高频损耗；当云母含量为1.0%,磁粉芯综合磁性能最好；不同粉末粒度磁粉制成的磁粉芯性能不同,粗粉制成的磁粉芯磁导率高,但涡流损耗大,样品的恒导磁性差。高恒磁导率的获得在于控制粉末粒度和粒度分布,提高磁粉芯的密度；适当增加细粉比例有利于减少涡流损耗,提高磁粉芯的高频性能。对于不同粉末粒度制成的磁粉芯,粉末颗粒越细,所制磁粉芯的频率特性越好,品质因数Q值越高,但获得的电感比较低；通过调整粉末粒度可以获得不同有效磁导率的磁粉芯；

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章研究背景  10-30
  1.1 软磁材料概述  10-24
    1.1.1 软磁材料的发展历程  10-11
    1.1.2 软磁材料的分类  11-14
    1.1.3 铁基软磁材料的发展历程  14-16
    1.1.4 纳米晶铁基软磁合金研究简介  16-24
  1.2 金属磁粉芯的研究概况  24-28
    1.2.1 金属磁粉芯的性能特点  25
    1.2.2 磁粉芯的分类  25-27
    1.2.3 金属磁粉芯材料的发展现状  27
    1.2.4 纳米晶复合磁粉芯的研究概况  27-28
  1.3 论文目的及意义  28-30
第二章实验技术与方法  30-36
  2.1 试验样品的制备  30-34
    2.1.1 样品制备的工艺流程  30
    2.1.2 1K107薄带的制备  30-31
    2.1.3 薄带的脆化处理  31
    2.1.4 粉末的制备方法  31
    2.1.5 粉体预处理  31-32
    2.1.6 磁粉芯的压制成型  32-34
    2.1.7 磁粉芯成型后固化处理  34
  2.2 试验样品的组织结构分析与性能测试  34-36
    2.2.1 磁粉芯密度测算  34
    2.2.2 动态磁性能测试  34-36
第三章实验结果与讨论  36-58
  3.1 FE_(73.5)CU_1NB_3SI_(13.5)B_9合金在加热过程及退火后的组织结构  36-37
  3.2 FE_(73.5)CU_1NB_3SI_(13.5)B_9合金粉末形貌  37-39
  3.3 成型压力对磁粉芯性能的影响  39-43
    3.3.1 成型压力对磁粉芯密度的影响  39-40
    3.3.2 成型压力对磁粉芯磁性能的影响  40-42
    3.3.3 小结  42-43
  3.4 热处理对磁粉芯性能的影响  43-48
    3.4.1 热处理温度对磁粉芯性能的影响  43-46
    3.4.2 退火时间对磁粉芯性能的影响  46-47
    3.4.3 小结  47-48
  3.5 绝缘剂对磁粉芯性能的影响  48-53
    3.5.1 绝缘剂对磁粉芯性能的影响  48-52
    3.5.2 小结  52-53
  3.6 粉末粒度对磁粉芯性能的影响  53-58
    3.6.1 单一粒度对磁粉芯性能的影响  53-55
    3.6.2 粒度配比对磁粉芯性能的影响  55-57
    3.6.3 小结  57-58
结论  58-59
参考文献  59-62
致谢  62

纳米晶FeCuNbSiB合金磁粉蕊的制备及性能研究

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