高磁导低功耗FeSiAl软磁复合材料的显微结构及磁性能研究

发布时间：2021-08-12 03:47

　　软磁复合材料是磁粉与绝缘介质通过粉末冶金工艺混合压制而成,广泛应用在变压器线圈,谐振电感以及电机磁芯中。尽管电子电力领域对软磁材料的需求日益增长,其较高的损耗尤其是涡流损耗严重限制了高频应用。对于软磁复合材料,制备厚度薄且均匀、电阻率高以及与磁粉结合性强的绝缘包覆层是降低涡流损耗的关键。传统的有机包覆如环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂等,尽管与磁粉基体有很好的结合性,但是树脂的热稳定性能差,一般高于200 ℃以上退火时就会发生分解,限制了后续热处理温度,不能有效去除内应力。利用磷酸对磁粉表面进行钝化生成磷酸盐包覆层,是工业中最常用到的工艺。然而高温退火过程中,磷酸盐由于晶化或者分解造成电阻率急剧降低致使涡流损耗迅速增加。为了降低损耗,具有高电阻率、高耐热温度的氧化物包覆材料成为了研究热点。本文选取高磁导率、低磁晶各向异性以及较高电阻率的FeSiAl合金作为软磁复合材料的主体。采用溶胶凝胶工艺制备了新型磷酸盐-氧化铝复合包覆膜、硝酸钝化生长致密氧化膜以及调整硝酸钠钝化液浓度和pH值制备不同成分结构的绝缘膜,主要创新点如下:（1）采用溶胶-凝胶工艺制备了 A1203绝缘膜,充分利用磷酸盐与磁粉基... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１软磁复合材料截面扫描电镜形貌图［１（）］??Ｆｉｇ．?１．１?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｏｆｔ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．??

?１６０??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ｋＨｚ）??图１．９环氧树脂与Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体包覆样品的磁导率实部与频率的关系［３７］??Ｆｉｇ．?１．９?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｒｅａｌ?ｐａｒｔ?ｏｆ?ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ?ｗｉｔｈ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｆｏｒ?ｅｐｏｘｙ?ｒｅｓｉｎ?ａｎｄ?Ｍｎ－Ｚｎ?ｆｅｒｒｉｔｅ??ｉｎｓｕｌａｔｅｄ?ｃｏｍｐａｃｔｓ．??１．３．３．４有机－无机复合包覆??有机树脂绝缘包覆的软磁复合材料热稳定性差，高温退火过程中容易发生分??解，并且其机械性能以及磁性能也相对较差，不能满足工业应用的需求。而对于??金属氧化物这种绝缘介质，氧化物的脆性导致膜层容易开裂，限制了压制成型获??得高密度样品的要求，同时氧化物与磁粉基体的结合性较差，磁导率不高。为了??改善软磁复合材料的力学与磁学性能，结合有机包覆与无机包覆的优点，研究人??员开发了很多有机－无机复合包覆的工艺。Ｙ．Ｘ．?Ｐａｎｇ等利用溶胶凝胶法制备了甲??２０??

图２．１软磁复合材料的制备流程??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｏｆｔ?ｍａｇｎｅｔｉｃ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．??覆??材料的制备需要在金属磁粉表面包覆一层很薄的绝缘之间产生的涡流，降低复合材料的涡流损耗。对于软磁成一层薄而均匀、热稳定性好、电绝缘性高、结合性的关键。本文主要采用了以下制备工艺对ＦｅＳｉＡｌ磁盐－氧化钼复合包覆膜??覆利用磷酸对磁粉进行钝化，首先称量占磁粉重量０．６进行稀释，配成磷酸钝化液。将２０?ｇ的ＦｅＳｉＡｌ磁粉


本文编号：3337518