FeSiN合金粉体制备及其软磁性能与电磁特性

发布时间：2020-07-30 05:31

【摘要】：氮化铁材料中α″-Fe_(16)N_2电子化合物M_s值最高,并且Re-Fe-N系合金粉体为新一代永磁材料,研究这两类材料,首先要解决“FeSiN粉体”的制备难题。但目前FeSiN粉体制备困难,技术复杂,难于产业化生产及实际应用,因而探究一种新的简便、有效的制备方法具有非常重要的现实及生产意义。本课题首先通过母合金熔炼、震动破碎及分筛制备了片状FeSi非晶粉体,即FeSiN粉体的“前驱体”;首次采用了高温氮化工艺对前驱体进行处理来制备FeSiN粉体,探究了氮化时间、氮化温度及氮化FeSi含量等因素对FeSiN粉体性能的影响;最后详细研究了FeSiN粉体的应用。本文成功地制备出符合粉体液体氮化的片状FeSi粉体,形状为不规则的薄片形,厚度约10 um;开发了高温氮化处理制备FeSiN粉体的技术,通过对前驱体进行高温氮化处理,成功制备出了单一相ε-Fe(Si)_3N粉体,并优化出最佳氮化工艺条件:氮化处理温度为550℃,保温时间1h,氮化介质与粉体的质量比为100:5。研究表明,该高温氮化技术具有方便快捷、成本低、效率高等优点;制备出的粉体为片状,N元素在FeSi相中分布较均匀。粉体具有良好的软磁性能,其饱和磁化强度高达139 emu/g。在雷达波吸波剂应用方面,前驱体-片状FeSi粉体及FeSiN粉体在0.3~8.5GHz频段范围内具有优异的吸波性能。氮化处理时间对FeSiN粉体的复介电常数及介电损耗值影响较大。2 h氮化处理的Fe SiN粉体在3.0~8.5 GHz内复介电常数实部ε'约为10~20;tanδe值在0.3~5GHz内大于1.0,在6~8.5 GHz,其约为0.75~0.8,显示出优异的介电损耗;tanδm在0.3~8.5GHz频段内递增,在4.2~8.5GHz频段内,其大于1.0,具有优异的磁损耗特性;损耗机理为介电损耗和磁损耗联合机理。在磁粉芯应用方面,Fe SiN磁粉芯具有良好的抗直流偏置特性,当外加直流磁场约为7000 A/m时,FeSiN磁粉芯的磁导率由38下降至29,下降幅度仅约23%。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG132.27
【图文】：

氮化渗层

图 1.2 Fe-N 平衡相图Figure.1.2 Fe-N equilibrium phase diagram衡相图中可以看出有两个共析反应，分为在 590℃及 690℃是氮元素的含量为 2.35%处，反应方程式为： 50℃时，氮元素含量为 4.55%处，反应方程式为：

图 1.3 Fe3N（左）及 Fe4N（右）晶体结构示意图Fig.1.3 Crystal structure of Fe3N (left) and Fe4N (right)在1972年，Kim等人在实验室发现了Fe16N2材料拥有巨磁矩现象。Fe16N2和磁感性强度非常高，可以高达 2.8 T，因此人们对氮化铁材料的关注开始

【参考文献】

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本文编号：2775094