软磁铁氧体磁性能的应力敏感性及其研究进展

第三代宽禁带半导体在功率电子器件中的应用推动其朝着小型化、高频化的方向发展,也对功率电子器件的核心材料——软磁铁氧体性能提出了更高要求。软磁铁氧体烧结时产生的残余应力以及在应用场景中磁致伸缩和热膨胀系数差异等导致的应力,都会对铁氧体的起始磁导率μ_(i)、功率损耗P_(c)和饱和磁感应强度B_(s)等参数产生影响。随着工作频率的提高,应力敏感导致的磁性能劣化会很严重。综述了软磁铁氧体中应力产生的原因,应力对μ_(i)、P_(c)以及B_(s)的影响,概述了磁致伸缩系数λ和应力敏感性机理研究的进展,并且介绍了通过改变配方和添加剂组成以及优化烧结工艺等改善软磁铁氧体应力敏感性的方法。

适用500kHz高磁通密度的宽温低损耗MnZn铁氧体

采用传统的氧化物陶瓷工艺制备了一种可应用于500kHz以上的频率,在较高的磁通密度和较宽温度范围内具有低损耗的MnZn功率铁氧体。调整主成分中Fe2O3的摩尔分数,改变Fe2+/Co2+摩尔分数的比例,并优化添加剂SiO2-CaCO3的摩尔分数比例。优化Fe2+/Co2+摩尔分数的比例使得铁氧体损耗温度稳定性良好,SiO2与CaCO3在晶界处形成高电阻层,增加了材料的电阻率,降低了涡流损耗。制备的MnZn功率铁氧体在500 kHz,100mT的测试条件下,功率损耗Pcv在10~120℃的宽温范围内都小于600kW/m 3。25,80,100℃的Pcv分别为306,345,413 kW/m3,均远低于目前为止有报道的数值。

二次热处理对超因瓦合金磁性能与热膨胀系数的影响

研究了二次热处理对成品超因瓦合金的磁性能与热膨胀特性的影响。在900~1100℃的温度范围内进行二次热处理,优化了合金的微观组织结构。XRD表征结果显示,合金在热处理前后均具有fcc相结构,并无新的相生成,但晶面取向更加明显。EBSD表征结果显示,二次热处理后,合金晶粒显著增大,位错孪晶数量明显减少,晶粒均匀性有所改善。MFM表征结果显示,二次热处理后,合金磁畴尺寸增大,强度降低,细小畴发生宽化合并,畴壁数量减少。磁性能和热膨胀系数测试结果显示,随着二次热处理温度的升高,合金的磁性能明显改善,同时,热膨胀系数(CTE)也明显增大。然而,研究发现T1050样品表现出高磁性能低CTE特性,通过测量分析-20~120℃下样品B_(2,500)-T曲线,发现T1050样品B_(2,500)随温度升高的衰减大于其他样品,这可能是其具有高磁性能低CET特性的一个原因。

晶界扩散磁体性能及热场环境下磁畴演变规律的研究

采用Tb4O7作为扩散源对N50磁体进行晶界扩散处理,平行于取向的面扩散后磁体的H_(cj)增加了8.83 kOe,达到22.74 kOe,垂直于取向的面扩散后磁体的H_(cj)增加了8.86 kOe,达到22.77 kOe。通过对磁体的不同位置的H_(cj)进行分析,在距表层500~750μm处获得最大H_(cj)为26.77kOe。对磁体的Tb,Nd和O元素的分布进行分析,发现在表层有较高的O富集,进一步分析发现磁体中的O含量对磁体的微观结构,磁体性能和热稳定性产生了影响,得出控制磁体的O含量是取得晶界扩散良好效果的关键因素。