铁基纳米晶磁芯纵向磁场热处理工艺研究

摘要

铁基纳米晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9因其优异的软磁性能广泛用于制作各类变压器、互感器、磁屏蔽、滤波器、电感器、扼流器、继电器等软磁器件中,是近年来软磁材料研究的热点。纵向磁场热处理可以改变铁基纳米晶合金磁滞回线形状,改善磁性能。研究其纵磁热处理工艺意义重大。
　　本文针对国产 Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9带材以及磁芯做了系统的研究:包括Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9带材的结构、微观形貌以及热处理工艺。采用宽度为10mm、厚度(25-30)μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9带材卷绕成外径30mm、内径20mm的圆环磁芯,首先进行真空热处理,然后将磁芯分别放入自制直流纵向磁场和交流纵向磁场设备中热处理,得出最佳纵向磁场热处理工艺,对比得出纵磁热处理对磁芯性能的影响。
　　研究结果表明,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9磁芯真空热处理之后磁性能并未达到最佳状态,仍有很大提升空间。经过再次直流纵向磁场热处理,磁芯性能大大提高。当外加直流I=5A(外加磁场H=318A/m),T=480℃,保温30min时有最佳磁性能:μm=1299000,Hc=0.6748A/m,Pu=2.349J/m3,Bs=1.334T,Br=1.179T, Br/Bs=0.87723,伏安特性曲线上显示:励磁电流I=50mA时,感应电压U=2.07mV;励磁电流I=100mA时,感应电压U=10.42mV。
　　真空热处理之后的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9磁芯经过交流纵向磁场热处理之后:外加交流I=5A(外加磁场H=318A/m),T=480℃,保温30min,磁芯各项磁性能相对真空热处理的磁芯变化显著:μm上升,Hc减小,Pu下降,Bs、Br、Br/Bs上升,磁化曲线、伏安特性曲线变陡峭,但与同等电流下直流纵向磁场热处理之后得到磁芯软磁性能总体相近,差别不大。

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第一章 绪论

1.1 软磁材料简介

1.2 非晶合金简介

1.3 纳米晶合金简介

1.4 热处理概述

1.5 本文研究意义以及主要内容

第二章 实验过程

2.1 Fe73. 5Cu1Nb3Si13.5B9带材及磁芯制备

2.2 Fe73. 5Cu1Nb3Si13.5B9带材结构与特性检测

2.3 退火装置

2.4 Fe73. 5Cu1Nb3Si13.5B9磁芯性能测试

2.5 本章小节

第三章 纵向磁场热处理对合金性能的影响

3.1 真空热处理后磁芯性能

3.2 直流纵向磁场热处理温度对磁性能的影响

3.3 直流纵向磁场热处理过程中磁场强度对磁性能的影响

3.4 交流纵向磁场热处理对磁性能的影响

3.5 本章小结

第四章 实际设计举例

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 本文特色与不足

致谢

参考文献