细粉对气雾化铁硅铝软磁粉芯磁性能的影响

发布时间：2021-11-05 01:59

　　采用环氧树脂/氧化硅复合绝缘工艺制备了细粉含量不同的气雾化铁硅铝粉芯,研究了细粉对粉芯磁性能的影响规律。分析发现,磁粉表面生成了质量良好的绝缘层,有效限制了粉芯内部的涡流,使得粉芯的有效磁导率具有较好的频率稳定性。适量添加细粉有助于提升粉芯密度,降低有效退磁场,从而使粉芯的有效磁导率上升,损耗下降,但同时也造成直流偏置性能降低。而细粉的过量添加会造成粉芯密度下降,有效退磁场增大,从而导致有效磁导率与损耗的恶化,不利于粉芯磁性能的提高。通过基于Bertotti模型的损耗分离研究,发现:粉芯在120 kHz内的磁滞损耗远高于涡流损耗;随细粉含量的增多,磁滞损耗呈现与总损耗相同的先下降再升高的变化趋势,而涡流损耗则持续降低。这说明添加细粉有效抑制了粉芯的涡流损耗,在粉芯目前常用的百kHz频率范围内,其损耗主要由基于有效退磁场的磁滞机制所决定。 

【文章来源】：功能材料. 2020,51(09)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

(a)、(b)粒径介于-270～+325目的单个气雾化铁硅铝磁粉与(c)、(d)D50=14 μm的气雾化铁硅铝细粉中的单个磁粉颗粒绝缘前后的典型SEM照片

图2示出了与环氧树脂/氧化硅复合绝缘之后的气雾化铁硅铝磁粉颗粒SEM照片相对应的Fe、Si、Al和O 4种元素的EDS面分布图。可以看出,Si元素和O元素的信号分布与Fe元素和Si元素的信号分布一致,这很好地证明了绝缘工艺在气雾化铁硅铝磁粉颗粒表面形成了基于氧化硅的连续绝缘层,包覆效果较好。2.2 细粉含量对气雾化铁硅铝粉芯磁性能的影响

图3示出了不同细粉含量的气雾化铁硅铝粉芯的有效磁导率随频率的变化。可见,不同细粉含量的气雾化铁硅铝磁粉芯有效磁导率在1～1 500 kHz频率范围都具有较好的频率稳定性。这说明随着频率的升高,粉芯内的涡流得到了有效抑制,证明了绝缘处理在5组粉末的表面均生成了较高质量的绝缘包覆层。随着细粉含量逐渐增多,粉芯的有效磁导率表现出先增加后减小的趋势,在细粉含量为30%(质量分数)时可获得相对最高的有效磁导率。为了分析粉芯有效磁导率随粒径的变化规律,我们测量了5组粉芯的密度。图4示出了粉芯密度随细粉含量的变化关系。可见,随着细粉含量的增加,粉芯密度呈现出与有效磁导率相同的变化趋势,即先增大再减小,在细粉含量为30%(质量分数)时达到最高。粉芯的密度直接反映了粉芯内部的气隙多少,从而直接反映出粉芯内部有效退磁场的大小,密度高,则气隙少,有效退磁场小,粉芯易于磁化,从而造成高的有效磁导率,反之,密度小,大量气隙造成的高有效退磁场会导致粉芯难以磁化,从而引起有效磁导率的降低[8]。由图3和图4可见,适当掺入细粉有助于提升粉芯的密度和有效磁导率。但细粉含量过多,会导致磁粉整体流动性会变差,不利于压制成型,造成粉芯密度降低,并最终导致粉芯的有效磁导率下降。

【参考文献】：
期刊论文
[1]铁氧体含量对Fe/NiZnFe2O4铁粉芯磁性能的影响[J]. 张晓梦,刘延辉,李忠,刘腾飞,张法明,沈军,谭晓华,徐晖.  功能材料. 2019(01)
[2]磷化工艺对铁基软磁复合材料电磁性能的影响[J]. 李发长,李一,柳学全,贾成厂,李楠,李金普,霍静.  功能材料. 2012(15)



本文编号：3476842