FeCuNbSiB纳米晶软磁粉芯的制备和磁性能研究

摘要

21世纪各类电器元件越来越向微型化发展，这就必然要求磁性元器件更适用于高频范围，小型化、智能化、高集成、低损耗成为了今后磁性器件的发展方向。软磁粉芯作为磁性材料的重要分支，近年来广泛的应用于能源、电气、通信、汽车工业等各领域，目前市场上主要有铁粉芯、铁硅铝磁粉芯、MPP磁粉芯等各类软磁粉芯。铁粉芯虽然价格优良，但其高频下损耗极大;铁硅铝磁粉芯虽然较铁粉芯损耗大幅度降低，但直流叠加特性和高频损耗仍然限制了其大规模应用;MPP磁粉芯被广泛应用于各类开关电源、变压器、传感器等器件，但由于含镍量极高，导致其成本高，价格昂贵，影响了进一步应用;因此，为了迎合电子产品的发展需求，必须开发一些新的软磁粉芯。为此，人们相继开发出非晶和纳米晶软磁粉芯，纳米晶FeCuNbSiB软磁粉芯虽然磁导率减小了，但相对于其他粉芯，具有高频、高直流叠加特性和低高频损耗等优良特性，具有良好的发展前景。目前纳米晶软磁粉芯的研发和应用还处于初期，其制备工艺还未成熟，市场上还没有专门生产纳米晶软磁粉芯的厂家。
　　本文采用机械球磨法制备了FeCuNbSiB纳米晶磁粉，并对影响粉芯磁性能的工艺因素如脆化退火温度、磁粉粒度、钝化剂含量、成型压强、去应力退火温度等进行了研究，分析了这些工艺环节对FeCuNbSiB纳米晶软磁粉芯有效磁导率、品质因素、直流偏置特性以及损耗的影响，并制备出最低损耗为423kW/m3，综合软磁性能优异的新型纳米晶软磁粉芯。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 软磁材料

1．2．1 软磁材料的发展历程

1．2．2 软磁材料的分类

1．3 金属磁粉芯的研究概况

1．3．1 金属磁粉芯的性能特点

1．3．2 磁粉芯的分类

1．3．3 纳米晶复合软磁粉芯的研究概况

1．4 本课题研究意义和主要内容

第二章 实验方法

2．1 引言

2．2 纳米晶软磁粉芯的制备

2．2．1 主要设备及原材料选择

2．2．2 实验工艺流程图

2．2．3 非晶薄带的脆化退火

2．2．4 软磁粉末的制备

2．2．5 磁粉钝化及粘结过程

2．2．6 磁粉压制成型

2．2．7 去应力退火工艺

2．3 样品形貌分析及性能测试

2．3．1 XRD测试

2．3．2 DSC测试

2．3．3 微观形貌与成分分析

2．3．4 纳米晶磁粉的磁性能测试

2．3．5 纳米晶软磁粉芯的磁性能测试

2．3．6 密度测量

2．3．7 抗拉强度测试

第三章 磁粉的制备及磁性能研究

3．1 引言

3．2 Fe73．5Cu1Nb3Si13．5B9的脆化退火

3．3 球磨制粉

3．3．1 球磨参数对出粉率及磁粉粒度分布的影响

3．3．2 薄带球磨后磁粉的形貌与磁性能

3．4 机械破碎法制粉

3．5 本章小结

第四章 420℃脆化退火对粉芯磁性能的影响

4．1 引言

4．2 钝化剂含量对磁粉芯性能的影响

4．3 成型压力对磁粉芯性能的影响

4．4 热处理温度对磁粉芯性能的影响

4．5 本章小结

第五章 550℃脆化退火对粉芯磁性能的影响

5．1 引言

5．2 磁粉颗粒尺寸对粉芯磁性能的影响

5．2 成型压力对粉芯磁性能的影响

5．2 热处理温度对粉芯磁性能的影响

5．2 粘结剂含量对粉芯磁性能的影响

5．4 本章小结

第六章 全文结论

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士学位期间发表的学术论文