气雾化铁硅铝磁粉粒度级配对磁粉芯性能的影响

采用颗粒粒径分别为75~48μm(P1),48~37.4μm(P2)和小于37.4μm(P3)的气雾化铁硅铝磁粉,按照一定质量比级配,通过磷酸/硅树脂复合绝缘工艺,制得铁硅铝复合磁粉芯,研究了粒度级配对粉芯密度及其磁性能的影响。研究表明,当粗颗粒组P1含量一定时,适当增加细颗粒组P3的含量,可以有效填充磁粉芯内粗颗粒之间的间隙,提高复合磁粉芯的密度,从而在一定程度上提高有效磁导率。适量减少P1组粗粉、增加P3细粉的含量,可以降低磁芯功率损耗,当P1:P2:P3=2:5:3时样品具有最低的功率损耗,在100mT/50kHz测试条件下为95.5mW/cm^(3)。

气雾化FeSi合金粉末制备及其磁粉芯磁性能研究

FeSi合金是一种性能优异的软磁材料,具有较高的饱和磁化强度,较低的磁损耗,较低的成本和磁芯设计灵活等特点,在开关电源、电动汽车以及光伏产业应用广泛。本文采用气雾化方法制取FeSi合金粉末,利用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)、ONH-3000氮氧仪和金属粉末松装密度测定仪检测和分析粉末的粒度分布、形貌、物理化学性能。结果发现FeSi软磁合金粉末具有颗粒球形度高,松装密度高,氧含量低和粒度分布较均匀等特点。采用无机包覆的方式将FeSi软磁合金粉末制备成FeSi磁粉芯,通MATS-2010SD/K100软磁直流测量装置和MAZ513080SA/1M软磁材料动态测量装置研究了FeSi磁粉芯的磁性能以及磁损耗,结果显示,在5000A/m的磁场下,饱和磁化强度为0.6T;在50kHz下磁损耗达到110mW/cm^(3),具有良好的软磁性能。

基于磁粉纹法与Ansoft-Maxwell模拟法快速探究平面阴极靶的磁场分布

利用磁粉纹法结合少量的磁场实测值确定了平面阴极靶内永磁体的位置、分布及尺寸,结合阴极靶的其他主要结构参数,进一步建立了阴极靶的磁场计算模型。利用Ansoft-Maxwell软件模拟了该阴极靶整体、重要截面、重要路径的磁场大小和磁场矢量的分布及其变化规律,利用高斯计实测了靶材表面重要路径不同方向上的磁场分量。通过模拟值与实测值的对比表明:模拟计算出的靶面磁场与实测磁场的误差在5%以内,进一步说明利用磁粉纹法结合磁场模拟的方式可以较为准确和快速地预测未知平面磁控溅射阴极靶的磁场分布。

通过优化偶联剂含量改善磁粉芯综合性能

磁粉芯在工程应用中会遇到体积变化引起的开裂、磁性能低等问题,目前未见关于这方面的研究。通过在羰基铁粉磁粉芯(包含磁环、磁片和一体成型电感)中加入不同含量KH550硅烷偶联剂,研究其成型性、磁性能和力学性能,并利用SEM、TMA和LCR等测试分析偶联剂对磁粉芯性能影响的作用机理。研究表明偶联剂能将树脂“约束”在磁粉表面,并在固化过程中带动磁粉颗粒重排,从而增加磁粉芯的膨胀系数。添加0 wt.%和0.1 wt.%偶联剂的磁粉芯具有负的膨胀系数,容易收缩开裂。当偶联剂含量达到0.3 wt.%、0.5 wt.%和0.7 wt.%时,树脂固化过程中磁粉芯的膨胀系数升高,从而增加磁粉芯的体积,有效抑制磁粉芯的开裂倾向。但是,体积的增加会降低磁粉芯的密度、磁导率、Q值和力学性能,增加损耗。综合考虑磁粉芯的成型性和其他性能,偶联剂添加的最佳比例是0.3 wt.%。揭示了偶联剂对磁粉芯膨胀系数等综合性能的影响规律,可为高性能磁粉芯的工程化应用提供重要理论依据。

基于机器视觉的轮对磁粉探伤裂纹检测方法研究

为实现火车轮对荧光磁粉探伤裂纹的自动检测,提出一种基于机器视觉的裂纹识别和测量算法。基于工业相机分区采集的轮对荧光磁粉探伤图像,首先通过G通道分离处理、G通道阈值处理和高斯滤波处理等操作,降低图像噪点,提高裂纹特征对比度;然后在图像二值化和形态学处理初步提取目标区域的基础上,提出基于连通域的裂纹特征分割算法,进一步精确提取裂纹目标,并根据连通域信息完成裂纹分类和识别;最后,采用裂纹分割图像骨架细化拟合曲线的方法进行裂纹长度测量。实验表明,提出的方法可以有效精准地对轮对裂纹进行检测,查全率为98.56%,查准率为91.12%,识别速度为每幅48.5 ms。

基于磁粉芯的小型化磁耦合VRM设计

针对传统采用铁氧体磁芯的电压调节模块(VRM)耦合电感体积较大的问题,采用饱和磁密更大的磁粉芯作为磁芯材料,减小磁件体积,提出基于磁粉芯的VRM耦合电感设计方案和流程。最后,依据设计参数搭建了1台磁耦合VRM样机,样机模组部分的电流密度达0.5 A/mm 2,电感总高度仅5 mm,性能良好。实例验证所提方案和设计流程正确有效,能实现VRM耦合电感的小型化和低截面。

温压温度对FeSiBC非晶磁粉芯压缩以及磁学性能的影响

高电阻率的无机氧化物纳米粒子被广泛用作软磁粉芯的绝缘包覆材料,以降低粉芯高频下的涡流损耗,提升器件的工作稳定性和能量利用效率。针对非磁性氧化物纳米粒子的存在会导致粉芯致密性和磁导率下降的问题,本文将温压工艺引入FeSiBC非晶磁粉芯的制备中,重点研究温压温度对FeSiBC非晶磁粉芯的成形性、磁学性能以及力学性能的影响。结果表明:温压温度为120℃时,软化的树脂能够有效填充进磁粉间的间隙,增强黏结效果,使粉芯具有最佳的压缩性和综合磁学性能。此时,原始和包覆粉芯的抗压强度分别为220.0和269.1 MPa,相较于室温压制粉芯分别提升了107.5%和47.8%;有效磁导率在100 kHz~10 MHz范围内分别稳定至20.8和18.7 H/m,相较于室温压制粉芯分别提升了20.9%和16.9%;1 MHz、0.05 T下的交流损耗分别为2693.5和2228.0 kW/m^(3),相较于室温压制粉芯分别下降了13.9%和21.3%。本工作通过优化温压工艺参数,提升磁粉芯的应用频率和能量利用效率,为制备性能优良的FeSiBC磁粉芯提供指导。

磷酸绝缘包覆对铁硅铝磁粉心的影响

以破碎铁硅铝合金粉为原料,通过调节磷酸用量和引入Zn2+对粉末进行化学绝缘包覆,制备了铁硅铝磁粉心。采用FESEM、XRD、同步热分析仪、B-H分析仪等检测设备,对粉体形貌、物相、热稳定性和磁粉心磁性能、电性能进行表征和检测。结果表明:Zn2+的引入能有效改善铁硅铝颗粒表面绝缘层形貌,形成的绝缘层由纳米级网状结晶磷酸盐组成,致密、均匀地分布在颗粒表面,在有效降低磁粉心功率损耗的同时,提升了磁导率。

磁粉检测技术在煤矿机械设备探伤中的应用

煤矿机械设备经过长时间使用会出现一定的损伤,对其进行高效探测具有重要的意义。磁粉检测技术是无损检测技术的1种,在煤矿机械设备探伤中被广泛应用。首先,分析了磁粉检测技术的原理;然后,探讨了该技术在煤矿机械设备检测中的应用,包括通风机叶片缺陷检测和液压杆磨损检测。可以为煤矿机械设备的检修提供一定的参考。

软/硬磁粉剩磁属性对磁载活性污泥处理效率的影响

传统活性污泥对有毒污染物及负荷变化耐受力有限,受冲击时污泥容易松散,处理效率降低。为此人们开发了磁载活性污泥技术,所用磁粉以硬磁四氧化三铁为主。硬磁在回收时存在剩磁现象,因此循环使用时需要做消磁处理,成本较高。软磁回收时无剩磁现象,但软磁磁载活性污泥至今未见有报道。本文首次研究对比了预磁化后四氧化三铁与软磁铁硅铝负载活性污泥处理效率,以推动软磁磁载活性污泥技术的发展。相同条件下铁硅铝组与四氧化三铁组对模拟污水的COD_(Cr)和NH_(3)^(-)N去除率分别达到94.21%和97.01%,及90.03%和92.10%,均高于对照组的86.81%和76.40%。处理实际印染污水有相似的结果,FeSiAl组的COD_(Cr)和NH_(3)^(-)N去除率分别达到93.98%和93.74%,而Fe_(3)O_(4)组为90.30%和88.25%,均高于对照组的86.27%和76.04%。磁粉回收的结果表明,铁硅铝的回收效率达到90.94%,而四氧化三铁的回收效率仅有81.39%。结合上述结果及消磁处理单元的费用,软磁铁硅铝载活性污泥法具有更好的应用前景。

环形件磁粉探伤机监控系统设计

磁粉检测属于一种无损检测方法,通过利用铁磁性材料表面或近表面处的缺陷所产生的漏磁场作用于磁粉颗粒,在缺陷区域所形成可见的磁粉堆积现象来检测缺陷。工程实际中,对轴承内外环这类环形工件周边励磁同时得到周向磁场及轴向磁场检测铁磁性环形工件的裂纹。针对环形工件可以采用线圈法建立磁场,用PLC为控制器控制上料、夹紧、喷磁悬液等工序完成工件的裂纹和缺陷显示。监控软件系统通过可视化界面实现用户对磁粉探伤过程的监控,并记录和打印探伤、缺陷、性能校验等信息,监控信息保存在Oracle数据库管理系统中。系统让设备的使用和操作更加的方便快捷,使得探伤工作能够更加智能化,提高了工作效率。

基于自动爬行交叉磁轭法磁粉检测装置的研究

磁粉检测是检测铁磁性材料表面及近表面缺陷最有效的手段,而在磁粉检测中,交叉磁轭法是最常用的检测方法。交叉磁轭法可以检测出非常小的缺陷,因为在磁化循环的每个周期都使磁场方向与缺陷延伸方向相垂直,一次磁化可检测出工件表面任何方向的缺陷,检测效率高。目前,现有技术在进行交义磁轮法磁粉检测过程中因存在较大的人为因素,导致检测精准度较低,同时加大检测人员需求,且对检测人员的操作经验要求较高。为此,需要设计新的技术方案给予解决,本课题研究的目的是提供一种交叉磁轭法磁粉检测自动爬行装置,解决现有技术中检测中参与人员较多、对技术人员的操作经验要求较高同时容易降低检测精度的问题。

热处理对Fe−6.5%Si磁粉芯性能的影响

对Fe-6.5%Si粉末(质量分数)进行不同温度的热处理实验,经压制后得到Fe-6.5%Si磁粉芯,并对磁粉芯进行不同温度的热处理,探究热处理工艺对Fe-6.5%Si磁粉芯磁导率和损耗等磁性能的影响。结果发现:粉末热处理可以大幅度消除气雾化制粉过程中合金粉末受高压气体冲击造成的缺陷,并减少粉末中的C、O含量;随着热处理温度的升高,粉末的矫顽力先增后减,饱和磁化强度逐渐降低。通过对压制成型磁粉芯进行热处理也能够改善磁粉芯的磁性能,不同温度热处理后损耗均维持在600~700 mW∙cm^(-3)之间,最低值为625 mW∙cm^(-3)。综合分析,用经900℃热处理粉末制成的磁粉芯在800℃进行后续热处理,磁粉芯磁导率、损耗等性能综合较优。

低损耗磁粉芯制备技术及应用

选用铁硅、铁硅铝、铁镍磁粉芯为研究对象,从合金粉末的成分、粉末粒径、熔炼真空度等方面研究其对磁粉芯损耗的影响。结果表明:在铁硅磁粉芯中,随着Si含量(质量分数)的增加,磁粉芯损耗逐渐减少。控制磁粉芯磁导率为60,在50 kHz、0.1 T测试条件下磁芯损耗降低到380 mW·cm^(-3),在20 kHz、0.1 T测试条件下磁芯损耗降低到140 mW·cm^(-3),直流偏置达到72%。在铁镍磁粉芯中,粉末粒径越小,铁镍磁粉芯损耗越低。-400目的Fe–50%Ni粉末制备的铁镍磁粉芯,控制磁粉芯磁导率为60,在50 kHz、0.1 T测试条件下磁芯损耗降低到120 mW·cm^(-3);在100 kHz、0.1 T测试条件下,磁芯损耗为320 mW·cm^(-3),同时直流偏置达到86%。在铁硅铝磁粉芯中,合金粉末真空雾化制粉时,真空度越好,磁粉芯损耗越低。在5 Pa真空度下,控制磁粉芯磁导率为60,在50 kHz、0.1 T测试条件下,损耗降低到65 mW·cm^(-3);在100 kHz、0.1 T测试条件下,磁粉芯总损耗为180 mW·cm^(-3),同时直流偏置达到55%。

磁粉检测中不同检测方位与磁悬液浓度的组合试验

磁粉检测适用于铁磁性材料表面和近表面缺陷的检测,实际检测中,需根据不同的工件结构或摆放位置从不同方位实施检测,如水平面、斜面、立面及部分仰面等,检测方位、磁悬液浓度的不同对检测结果及检出率均有一定影响。通过3种代表性检测方位的模拟试验,验证了其影响性并提出4种最佳组合以供参考。

磁粉检测试片不同缺陷槽的功能探讨

当前,在使用单磁化方向磁粉探伤机检测时,一般利用现行磁粉检测试片的线性缺陷槽和圆形缺陷槽进行检测灵敏度验证。参考相关国家标准、国际标准,结合磁粉检测工作的实际经验,通过分析发现:用现行试片在一个平面检测区域内进行检测灵敏度验证时,有些偏离磁场磁化方向的角度朝向上的检测灵敏度验证有时是失效的;实际工作中,现行试片缺陷槽难以用于1次磁化有效检出缺陷的角度范围测算进而计算出最少磁化次数,故难以使用现行试片缺陷槽来避免漏检;多角度缺陷槽磁粉检测试片能解决现行试片存在的灵敏度验证有效性不足与实际检测工作中难以测算最少磁化次数等问题。该结论有望为磁粉检测的检测灵敏度验证提供一些参考。

钢结构裂纹产生原因及磁粉干法检测技术探析

文中重点研究了钢结构裂纹产生原因及磁粉干法检测技术,总结了钢结构的基本特点,并从热裂纹、冷裂纹、层状撕裂的判定和产生原因展开分析,详细梳理了钢结构裂纹磁粉干法检测的工艺流程、检测要求、注意事项,并对缺陷案例的情况进行分析,以期为建筑钢结构焊接的良性发展提供参考。

磁粉离合器的性能分析及应用

本文分析了磁粉离合器的原理,并通过试验对其性能进行了分析。首先,本文发现磁粉离合器的扭矩划分误差较大,且使用时间越长,转矩变化较大。其次,通过高温、低温实验,发现磁粉离合器在低温下表现不佳。低温下扭矩大于室温下,输出不稳定。本文为磁粉离合器在低温条件下的使用提供了一些指导,并对正确使用磁粉离合器提出了一些建议。

软磁铁氧体联合包覆对FeSiAl磁粉心性能的影响

采用固相反应法制备NiZn和MnZn铁氧体,球磨后对FeSiAl磁粉进行联合包覆,经过压制成型、退火处理制备FeSiAl复合磁粉心。研究了联合包覆对粉心密度、磁导率和功率损耗的影响;同时对磁粉心磁谱进行测试和拟合,分析两种磁化机制对FeSiAl磁粉心磁导率的贡献。结果表明,采用两种铁氧体联合包覆方案,可以不明显降低复合磁粉心的磁导率,同时降低功率损耗。采用NiZn、MnZn铁氧体均0.5 wt%的联合包覆方案,制备的FeSiAl复合磁粉心密度为6.40 g/cm^(3),磁导率为74.4,在50 kHz、100 mT的测试条件下功率损耗为156.2 mW/cm^(3)。NiZn的高电阻率特性能够降低复合磁粉心的涡流损耗;MnZn通过影响畴壁位移和磁畴转动稳定复合磁粉心的磁导率。

绝缘粘结剂对FeSiAl磁粉心磁导率和损耗特性的影响

分别以聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)、环氧树脂(ER)和硅树脂(SI)为绝缘粘结(包覆)剂制备FeSiAl磁粉心,分析绝缘粘结剂类型对其微观形貌和电磁性能的影响。结果表明,单独包覆2 wt%绝缘粘结剂的情况下,包覆SI的样品相较于其他样品,具有更高的起始磁导率μ_(i)、更低的功率损耗P_(cv),样品表面平整光滑;基于高频下损耗与频率关系的测试结果,采用最小二乘法进行曲线拟合,得到高频下FeSiAl磁粉心磁感应强度影响因子m约为3.0,频率影响因子n约为1.5;将PVB和ER分别与SI复合包覆,可减少非磁性粘结剂的总包覆量,提高FeSiAl磁粉心的磁导率,复合包覆0.5 wt%PVB和0.5 wt%SI粘结剂的样品具有较优的综合性能,其室温下μ_(i)为73.4,P_(cv)为63.9 mW/cm^(3)(50 kHz/50 mT),比饱和磁化强度σ_(s)为141.1 emu/g。