FeCuNbSiB纳米晶合金软磁性能的热处理工艺调控研究

为满足大容量高频变压器对大尺寸纳米晶铁芯低损耗需求,探索了50 mm高纳米晶铁芯的热处理工艺,研究了2种典型纳米晶合金Fe_(73.5)Cu_(1)Nb_(3)Si_(15.5)B_(7)和Fe_(73.5)Cu_(1)Nb_(3)Si_(13.5)B_(9)(简称B_(7)和B_(9))的热处理温度(330~600℃)对铁芯静态和动态磁性能的影响规律。结果表明:B_(7)和B_(9)合金在420℃退火已开始纳米晶化,要远早于通常认为的500℃。2种合金分别在550、580℃退火具有最低的铁芯损耗;而分别在500、550℃退火具有最优的静态磁性能,即最高的磁导率和最低的矫顽力。经施加横向磁场退火后,B_(7)合金的损耗进一步降低,Pcm(0.5T/20k)达到7.3W/kg,为目前报道的最低铁芯损耗。根据系列数据建立了铁芯损耗分形公式为Pcm=0.5f^(1.42)Bm^(2.27),预测的准确性得到了实验结果的验证。

FeSiB合金熔体的冶金质量与夹杂物控制研究

研究了FeSiB合金熔体的冶金质量与夹杂物之间的关系,采用微分热分析仪测定了FeSiB合金熔体在凝固过程中的温度-时间曲线,研究了所测曲线特征参数与夹杂物之间的关系。结果表明,夹杂物的数量越少,熔体中的晶化相形成的温度越低,钢液的流动性越好,在制带过程中不容易产生水口堵塞等异常现象、熔体的冶金质量越好。

表面鱼鳞纹参数及其对铁基非晶宽带功耗的影响

首先定义了描述铁基非晶合金宽带鱼鳞纹形态的几个参数,包括鱼鳞纹间距、振幅、纹深比等,并且基于这些参数对带材比总损耗和比视在功率的影响规律进行研究。实验表明,当鱼鳞纹的间距约为2mm时,带材的比视在功率和比总损耗均最低。鱼鳞纹的振幅越小,带材的比视在功率和比总损耗都越低。当鱼鳞纹的纹深比减小时,带材的比视在功率显著降低,而比总损耗小幅降低。

Finemet型纳米晶合金热处理工艺研究进展

热处理工艺是改善纳米晶合金软磁性能极为有效的方式,本文对纳米晶带材的热处理工艺研究状况进行了系统总结,并对不同热处理方式的优缺点进行了比较。常规退火和焦耳退火作为加热方式决定了合金退火后的晶粒尺寸和晶化相比例,是获得最佳性能的前提;磁场退火和应力退火作为外场施加方式,可以改变合金在退火后的磁滞回线形状,获得更高的感生各向异性,降低材料在一定磁场强度下的恒定磁导率。常规加热和磁场退火的发展应用已比较成熟,而焦耳加热方式和应力退火分别受工艺装备和生产效率的影响,在应用方面存在滞后。然而,焦耳退火的高效率和应力场退火后的高感生各向异性值也表现出极大的优势,具备未来产业化应用的潜力。

搭接处压力对方圈测试结果的影响

取向硅钢和非晶薄带两种样品在搭接处无压力和压力为1N的情况下,软磁性能测量结果存在的差异不同。测量结果显示,硅钢搭接处有无压力对激磁功率和损耗测量结果影响不大;而非晶薄带搭接处有压力时的激磁功率和损耗测量结果明显高于无压力时的测量结果,当磁感强度为1.4T时,激磁功率高出约15%,损耗值高出约5.8%。

新型Fe_(80.5)Si_(7.2)B_(12.3)非晶合金带材的退火工艺与磁性能

研究了新型Fe_(80.5)Si_(7.2)B_(12.3)非晶合金带材在不同退火工艺下的磁性能及磁损耗特性,并与传统的铁基非晶合金Fe_(80)Si_(9)B_(11)进行了对比。结果表明:新型Fe_(80.5)Si_(7.2)B_(12.3)非晶合金带材比Fe_(80)Si_(9)B_(11)具有更高的饱和磁感应强度,在励磁磁场强度为3500 A/m下其磁通密度值为1.607 T;在f=50 Hz、Bm=1.4 T下,经无磁场退火处理后其磁损耗高于Fe_(80)Si_(9)B_(11),达到0.411 W/kg;经纵磁退火后磁损耗与Fe_(80)Si_(9)B_(11)基本相当,其值为0.197 W/kg;经横磁退火后损耗仅为0.175 W/kg低于Fe_(80)Si_(9)B_(11),而且初始磁导率和恒磁导率均优于Fe_(80)Si_(9)B_(11);新型Fe_(80.5)Si_(7.2)B_(12.3)非晶合金带材的最佳退火温度区间(360~400℃)与Fe_(80)Si_(9)B_(11)相当。

鱼鳞纹及表面粗糙度对铁基非晶宽带磁性能的影响

研究了鱼鳞纹和表面粗糙度对铁基非晶宽带在1 k Hz下铁损和激磁功率的影响。结果表明:有鱼鳞纹存在时,带材的铁损和激磁功率比无鱼鳞纹时都降低了约50%~100%;带材的铁损和激磁功率随着表面粗糙度的增大而升高。

Fe-Si-B非晶合金制备过程中的水口结瘤分析

利用扫描电镜和能谱仪对采用不同坩埚制备Fe-Si-B非晶合金薄带过程中的水口结瘤物进行了物相分析,研究了水口结瘤物的来源及形成机制。通过热力学计算,验证了钢液中Al、Si氧化物夹杂产生的必然性。结果表明:水口结瘤中的物相主要有Al、Si、Mg的氧化物,以及少量Na、Fe、B等元素的氧化物。结瘤物中存在的MgO来源于坩埚材料,可通过选择适当的坩埚材质来避免。

弯曲方向和带材厚度对铁基非晶合金应力松弛率的影响

探究了弯曲方向和带材厚度对铁基非晶带材退火应力松弛率的影响。结果表明:在晶化温度以下退火,自由面向外弯曲时,带材的应力松弛率比自由面向内弯曲时偏高;带材越薄,应力松弛率越高。