Fe78Si9B12非晶带材磁芯恒导磁性能研究

摘要

Fe78Si9B13非晶合金由于优异的软磁性能被广泛应用于电子元件中,电子元件的小型化使得电路中的磁性元件也越来越趋于小型化。但是大多数滤波电感等器件工作在大电流下,磁芯极易饱和,需制备大体积的磁芯才能满足要求。因此如何提高电感磁芯的直流叠加特性,减少这类器件的体积、重量成为磁性元器件的一个重要发展方向。
　　本文主要以 Fe78Si9B13非晶合金带材为研究对象。首先较系统研究了影响Fe78Si9B13非晶磁芯恒导磁性能的因素,并根据研究结果进行了实例设计;其次对Fe78Si9B13非晶磁芯在不同环境下的耐腐蚀性能进行了研究;最后采用永磁预磁化技术大大提高了大电流下开气隙Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性,取得了创造性成果。
　　研究结果表明,磁芯气隙大小、退火温度和工作温度等是影响Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性的主要因素。磁芯在350~440℃之间退火处理时,具有最优异的直流叠加特性,退火温度过高和过低都会恶化磁芯的直流叠加特性,磁芯的工作温度高于50℃时,磁芯的有效磁导率随环境温度的升高逐渐降低。
　　Fe78Si9B13非晶磁芯放置在不同环境下进行腐蚀试验,其中在自来水环境中耐腐蚀性最差,磁芯表面颜色变化明显,其软磁性能下降很大,磁芯的饱和磁感应强度Bs由1.47T下降到1.38T,剩余磁感应强度Br由0.95T下降到0.85T,起始磁导率μi由5.33k下降到3.96k,下降了25.7％,所以磁芯应用时,有必要对其进行封装处理。
　　永磁体放置在磁芯的气隙中不会恶化Fe78Si9B13非晶磁芯的有效磁导率,并且在一定范围内,永磁体的表磁越大,永磁偏置磁芯的直流叠加特性越好,永磁体的表磁一定时,磁芯的气隙越大,永磁预磁化效果越不明显,磁芯的直流叠加特性曲线向右偏移的越少,且永磁偏置磁芯的直流叠加特性受频率的影响大于传统磁芯,与频率f=1kHz下相比,在25kHz、100kHz下,传统磁芯的有效磁导率分别下降了2.1%,6.4%,永磁偏置磁芯的有效磁导率分别下降了7.4%,26.3%。
　　永磁偏置磁芯的直流叠加特性曲线具有较好的重复性,永磁体在多次使用后没有发生退磁现象,永磁预磁化技术可在实际应用中使用,利用永磁预磁化技术改善Fe78Si9B13非晶磁芯的直流叠加特性的方案是可行的。

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第1章 绪论

1.1 铁基非晶合金的简介

1.2 磁性材料的偏磁化

1.3 磁性材料的恒导磁性能

1.4 非晶合金获得恒导磁的方法及应用

1.5 本文选题意义及研究内容

第2章 样品制备及测试方法

2.1 非晶带材制备

2.2 实验原料及设备

2.3 非晶带材热处理

2.4 非晶带材结构与特性

2.5 软磁性能测量

2.6 本章小结

第3章 Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性研究

3.1 未开气隙Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性研究

3.2 开气隙 Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性研究

3.4 本章小结

第4章 腐蚀行为对Fe78Si9B13非晶磁芯磁性能影响

4.1 Fe78Si9B13非晶磁芯的耐腐蚀试验

4.2 Fe78Si9B13非晶磁芯腐蚀试验结果及分析

4.3 腐蚀后Fe78Si9B13非晶磁芯软磁性能分析

4.4 腐蚀对开气隙Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性影响

4.5 本章小结

第5章 采用永磁预磁化技术改进Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性的研究

5.1 永磁材料的选用

5.2 永磁预磁化技术的基本结构和原理

5.3 永磁预磁化技术对Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性影响

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 本文工作总结

6.2 本文的特色与不足之处

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果