铁基软磁复合材料制备及其包覆层热稳定性的研究

摘要

铁基软磁复合材料就是以高纯度的铁粉粒子为原料，通过合适的包覆方法，在铁粉颗粒表面包裹一层介质层，要求这层介质层具有良好的绝缘性能，然后通过粉末冶金技术，压制复合粉末成所需形状样品，并在经受高温热处理工程后表现出优良热稳定性能的磁性材料。由于软磁粉末这种各向同性的特点，由其制备的电机机芯部件可以在高频应用时大大减少涡流耗能，但是由于铁粉粒子表面包覆的绝缘层的热稳定性能较差，这严重影响了软磁复合材料的应用。
　　本论文通过水热合成方法研究了两种类型的包覆膜材料，应用不同的表征技术对其进行表征。分别用湿法蒸发包覆和干法研磨包覆两种方法对铁粉粒子进行包覆，然后在预定的900MPa压强下将粉末复合材料压制成片型，最后在700℃和900℃两个温度下对其进行高温热处理工艺，记录并比较了热处理前后样品的密度与电阻率。
　　研究结果表明，制备的Si-Al-B-K型包覆层材料胶体颗粒达到了纳米级，包覆铁粉粒子后显示出优良的电绝缘性能，电阻率达到了1100×10-4Ω?cm左右，通过红外光谱分析胶体颗粒内部生成了大量的Si-O-Al键，当经过700℃和900℃的热处理之后，材料样品的电阻率下降很快，只有8×10-4Ω?cm，通过差热分析和X射线衍射知道材料内部发生了结构重组和重结晶的过程。
　　另外一种是Si-B-K型绝缘层材料，发现加入其中的KOH的含量会影响包覆层材料的熔融温度，虽然此种类型包覆膜材料热稳定性能较差，但高温熔融时包覆膜材料可以包裹住铁粒子，由于熔融时材料的粘度比较小，造成包覆层材料的流失，所以高温热处理过后材料的电阻率明显下降。同时，用经过700℃热处理过后的包覆膜再次包覆铁粉后，复合材料的电阻率得到显著的提高，此时的电阻率提升到了50×10-4Ω?cm，对应的样品密度为7.26g?cm-3，这是包覆膜包覆铁粒子很重要的改进。

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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 软磁复合材料

1.3 包覆膜材料与工艺

1.4 软磁复合材料的优缺点

1.5 国内外的研究现状

1.6 本论文的主要内容

第2章 实验部分

2.1 实验仪器与设备

2.2 铁基软磁复合材料的制备方法

2.3 测试方法技术与设备

第3章 Si-B-Al-K型体系包覆层材料

3.1 引言

3.2 Si-Al-B-K包覆层材料的制备

3.3 Si-Al-B-K型软磁复合材料的制备

3.4 Si-Al-B-K包覆层材料的结果及分析

3.5 体系中Al3+和KOH的含量对Si-Al-B-K包覆膜材料的影响

3.6 三种包覆层材料热处理的分析

3.7 热处理后包覆膜材料的性能

3.8 本章小结

第4章 Si-B-K型体系包覆层材料

4.1 引言

4.2 材料制备

4.3 Si-B-K型包覆材料的实验结果与分析

4.4 Si-B-K型包覆层材料的分析

4.5 不同比例含量的KOH对包覆膜材料的影响

4.6 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢