速凝法制備FeSiAl磁粉芯及磁粉芯應用研究.pdf

1、金屬磁粉芯采用粉末冶金的方法將金屬或合金軟磁材料制成粉末，通過特殊的工藝處理后得到的一種綜合性能好的軟磁材料。被廣泛應用于電感元器件、電感濾波器、開關(guān)電源、變壓器等領(lǐng)域，其可在幾十赫茲到數(shù)十兆赫茲的頻率范圍內(nèi)工作。
　　近年來隨著科學水平的不斷進步、功能性電子器件的高速發(fā)展，對金屬磁粉芯材料性能方面的的要求也越來越高。FeSiAl磁粉芯在眾多磁粉芯中憑借其高的電阻率、高頻條件下?lián)p耗低、有效磁導率高和高的飽和磁感應強度的，同時其價格

2、相對低廉，被廣發(fā)應用于高頻條件下的電感鐵芯，有著廣泛的市場應用前景。
　　本研究采用速凝破碎工藝制備了FeSiAl磁粉并將其制備成磁粉芯，對比了其與鑄錠破碎FeSiAl磁粉的性能，并分析了粒度配比、絕緣包覆、壓制成型、熱處理等工藝因素對磁粉芯性能的影響。
　　1、采用不同的速凝工藝得到FeSiAl薄片，研究速凝工藝參數(shù)對速凝薄片結(jié)構(gòu)的影響。實驗得出6 m/s～8 m/s的輥速，2.2×104 Pa～2.7×104 Pa噴包壓

3、力得到的薄片幾乎無粘帶現(xiàn)象，片扁大，厚約為0.1 mm～0.2 mm，長約3㎝～7㎝，寬約2㎝。
　　通過掃面電鏡和XRD照片分析，得出輥速越高得到的FeSiAl薄片晶粒更細小均勻。并對速凝片破碎FeSiAl磁粉和鑄錠破碎FeSiAl磁粉進行了對比，結(jié)果表明速凝破碎FeSiAl磁粉更有利于絕緣包覆，擁有更小的晶粒尺寸，飽和磁化強度高和高的磁導率，而損耗低于鑄錠破碎FeSiAl磁粉。
　　2、實驗研究了單一粒度對FeSiAl磁

4、粉芯磁導率和損耗的影響，得出大顆粒有利于磁粉芯獲得高的磁導率，但損耗也高；小顆粒則正好相反。為了得到高磁導率、低損耗的磁粉芯，實驗設(shè)計了4種粒度配比方案，得出了最佳配比為：-40目～+100目占2％，-100目～+200目占11%，-200目～+270目占40%，-270目～+325目占10%，-325目占37%。
　　3、絕緣包覆工藝至關(guān)重要，在不加入云母的條件下，分別加入1%，2%，3%,4%的酚醛樹脂做粘接劑，研究了粘接劑含

5、量對磁粉芯磁導率和損耗的影響，確定最佳添加量。再加入0.2%，0.6%，1.0%，1.5%的云母作為絕緣劑，考察絕緣劑的作用。實驗得出，云母和粘接劑的加入很好的提高了磁粉芯的頻率穩(wěn)定性，降低了磁粉芯的損耗，但也會使磁導率降低。綜合考慮：當絕緣劑云母的添加量為0.6%，酚醛樹脂粘接劑的添加量為3%時，磁粉芯的綜合性能最佳。
　　4、成型壓力對磁粉芯的磁性能和力學性能有著決定性的作用，增大磁粉芯成型時的壓力就是在提高磁粉芯的壓實密度，

6、有助于提高磁導率和機械強度，在一定程度上也能降低磁粉芯的損耗。但過大的成型壓力也會帶來負面的影響，惡化磁性能，損害磨具使用壽命。實驗得出1200 MPa的成型壓力最宜。
　　5、退火固化處理主要是為了釋放成型時磁粉芯內(nèi)部產(chǎn)生的大量內(nèi)應力以及提高磁粉芯的強度。實驗研究了熱處理溫度對磁粉芯性能的影響，隨著熱處理溫度的升高，磁粉芯的磁導率也隨著增大，損耗降低，但當溫度高過220℃時，磁導率開始降低，且損耗急劇增加，最后得出最佳熱處理溫度