退火温度与成型压力对Fe-Si-Al磁粉芯性能的影响

采用层状硅酸镁铝凝胶为包覆剂,对气雾化球形Fe-Si-Al合金磁粉进行绝缘包覆制备磁粉芯。研究了退火温度与成型压力对Fe-Si-Al磁粉芯性能的影响。研究表明,退火温度从650℃增至800℃时,Fe-Si-Al磁粉芯的有效磁导率μe由57.8提高至64.8,而其功率损耗P_(cv)由202.6 mW/cm^(3)显著下降至117.8 mW/cm^(3);成型压力从1200 MPa增加至2090 MPa时,Fe-Si-Al磁粉芯的密度ρ由5.51 g/cm^(3)上升至5.89 g/cm^(3),其有效磁导率μe由46.3显著提高至64.8,而功率损耗P_(cv)由123.5 mW/cm^(3)下降至117.8 mW/cm^(3)。通过损耗分离发现,升高退火温度和成型压力能显著降低其磁滞损耗Ph,而其涡流损耗Pe小幅度上升。

基于Fe-Si-Al磁粉芯的单相共模电感器

依据共模电感器工作原理和特点,选择磁导率μ_i=147的Fe-Si-Al磁粉芯制作单相共模电感器。结果表明,使用Fe-Si-Al磁粉芯制作的单相共模电感器,当匝数为30时,共模电感量为198μH,当共模电流为5 A时,共模电感量为151μH,样品表现出优异的抗共模电流偏置特性和阻抗-频率特性,可满足电路中大共模电流及宽频高阻抗的要求。

制备工艺对Fe-Si-AL磁粉芯磁性能的影响分析

通过对Fe-Si-AL磁粉芯生产工艺过程进行实验研究,分析了制备工艺中影响Fe-Si-AL磁粉芯磁性能的几个主要工艺因素。研究分析结果表明,Fe-Si-AL磁粉芯的磁性能主要取决于粉末材料的制备方法、粉末粒度的分布、绝缘包覆、模压成型压力、热处理工艺及加固处理等因素。粉末粒度分布偏粗、绝缘介质含量越少、模压成型压力大、选用适当的热处理工艺参数及加固处理会使Fe-Si-AL磁粉芯得到最佳的磁性能。

面向高频应用的Fe-Si-Al软磁粉芯制备工艺改进及性能表征

为了提升Fe-Si-Al软磁粉芯的抗饱和性能,解决高频下产生较大的磁损耗等问题,本研究利用Al3+水解法制备了氧化铝包覆小粒径Fe-Si-Al粉末制备软磁粉芯工艺,探究了铝源液中氧化铝含量和成型压强对软磁粉芯高频磁性能的影响。运用扫描电子显微镜对经不同氧化铝含量的铝源液水解物包覆处理的Fe-Si-Al粉末表面形貌进行了表征,借助傅里叶红外光谱仪对包覆层成分进行分析。结果表明随着氧化铝含量增加,由包覆层引起的结构退磁场逐渐增大,软磁粉芯的有效磁导率减小,抗磁饱和性能改善;成型压强主要通过影响粉芯内部的气隙率和包覆层的质量来影响粉芯磁性能,压强越大,气隙率越小,有效磁导率越大,但压强过大会破坏粉末表面包覆层,恶化磁性能。经测定氧化铝含量为2.0 wt%、成型压强为1 860 MPa时获得的软磁粉芯的有效磁导率约为60;外加直流磁场强为8 000 A/m时,粉芯的有效磁导率百分比(%μe)高达63.84%;200 kHz/50 mT条件下磁损耗为235.7 mW/cm^(3)。

Fe-Si-Al磁粉芯性能的影响因素

主要讨论了Fe-Si-Al磁粉芯粉料粒度、粘结剂用量、成型压力和热处理工艺对铁硅铝磁粉芯品质因数Q、损耗P和有效磁导率μe的影响。

Fe-Si-Al复合磁粉芯制备工艺的研究

模压成型制备Fe-Si-Al复合磁粉芯,研究了热处理条件及绝缘包覆处理对复合磁粉芯磁性能的影响。实验结果表明:压制后的退火处理能够有效地提高Fe-Si-Al磁粉芯的磁性能;增加退火温度能够提高样品的有效磁导率,减少磁滞损耗;过高的退火温度(>660℃)能够恶化粒子间的绝缘层,降低磁特性;Fe-Si-Al磁粉芯的最佳退火温度为660℃。磁退火处理是降低Fe-Si-Al磁粉芯损耗的一种有效的新方法,与退火处理相比磁退火处理能够更大幅度的降低Fe-Si-Al磁粉芯的损耗。增加绝缘剂添加量能够有效地降低Fe-Si-Al磁粉芯的涡流损耗,同时也会产生恶化复数磁导率实数部分的负面影响,Fe-Si-Al磁粉芯最佳的绝缘剂添加量为0.7%(质量分数)。

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。

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)。

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。

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。

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。

Fe_(78.5)Si_(9)B_(6.5)Nb_(5)Cu纳米晶磁粉芯不同退火温度下的软磁性能

将Fe_(78.5)Si_(9)B_(6.5)Nb_(5)Cu粉体经过一系列处理工艺后得到Fe_(78.5)Si_(9)B_(6.5)Nb_(5)Cu纳米晶磁粉芯,研究了其在不同退火温度下的密度、微观结构、矫顽力、有效磁导率、损耗和品质因数等物理特性。研究结果表明:随着退火温度由400℃增加至550℃,有效磁导率一直增加,磁粉芯矫顽力、损耗先降低后增加,品质因数先增加后降低,最适合Fe_(78.5)Si_(9)B_(6.5)Nb_(5)Cu纳米晶磁粉芯的退火温度为490℃。

粉末压制型磁芯用Fe-Si-Al系列软磁粉末

1 前言 近年来,个人专用计算机等的OA(办公用)机器以及便携式电话机的需要正在加速度地增加,以前那些机器的功能也正在不断地提高。

Fe-Si-B非晶粉末及其磁粉芯研制进展概述

本文概述了带材破碎制备Fe78Si9B13非晶合金粉末及其磁粉芯的制备与性能研究;铁硅硼合金是制备磁粉芯的理想原料;球磨气流复合破碎法是带材破碎制粉的有效途径之一;通过不同磁导率非晶磁粉芯产品的磁性能测试,证明Fe78Si9B13非晶磁粉芯是综合性能良好的一种新型磁粉芯。

粉末冶金法制备Fe-Si-Ni磁粉芯及其磁性能

采用熔炼-铸锭-球磨的方法制备了Fe-Si-Ni粉末,经过预退火热处理、绝缘包覆后将粉末压制成磁粉芯,并对成型后的磁粉芯进行去应力退火处理。对Fe-Si-Ni粉末及磁粉芯的性能系统地进行了检测分析。结果显示:经过预退火处理后的Fe-Si-Ni粉末具有较高的饱和磁化强度(Ms)。Fe-Si-Ni磁粉芯的有效磁导率(μe)在10~1000kHz的频率范围内变化很小,且随着Ni含量和退火温度的升高而增大。Fe-Si-Ni磁粉芯有着良好的直流叠加特性(dc-bias),当Ni≥5wt.%时,尽管磁导率百分比随着退火温度的升高逐渐减小,然而在外加直流磁场强度为50Oe时,磁粉芯的磁导率百分比均在70%以上。品质因数(Q)随着Ni含量和退火温度的升高逐渐增大,磁芯损耗随着Ni含量和退火温度的升高而减小。当Ni=8wt.%,退火温度为750℃时,磁粉芯在50kHz,50mT下的磁芯损耗有最小值312mW/cm3。

气流破碎Fe-Si-B非晶磁粉芯的制备与磁性能研究

采用粉末冶金技术,以气流破碎Fe78Si9B13非晶粉末为原料制备非晶磁粉芯。利用差示扫描量热仪、X射线衍射仪和B-H分析仪测试样品的热力学参数、相组成和磁性能,研究绝缘剂添加量和退火温度对磁粉芯磁性能的影响。结果表明,增加绝缘剂添加量可以降低磁粉芯的涡流损耗,但绝缘剂过多会降低磁导率和品质因数;去应力退火处理能有效提高磁导率和品质因数,降低磁损耗,但退火温度过高会使非晶磁粉芯晶化,导致磁性能的下降,最佳退火温度为400℃。

磁粉芯的研究现状及发展趋势

磁粉芯又称软磁复合材料(SMC),因其具有高饱和磁感应强度、低矫顽力和磁芯损耗等优异的软磁性能而被广泛应用于电感元件和变压器。国内磁粉芯行业起步较晚,经过多年发展仍与国际先进水平有较大差距,特别是高端钼坡莫合金(MPP)磁粉芯市场被国外企业垄断。因此我国亟需在制备工艺上实现突破,以打破外国垄断,这也需要科研工作人员深入研究,突破理论和技术上的瓶颈。简述了磁粉芯的起源、发展,以及磁粉芯的种类,并对磁粉芯的制备工艺和参数对其性能的影响进行了重点阐述和分析,最后对磁粉芯的应用进行了论述,分析了我国MPP磁粉芯的发展前景,为磁粉芯的研制提供参考。

Fe-Si-B非晶磁粉芯的制备及其软磁性能

采用气流磨破碎的Fe78Si9B13非晶合金粉末制备了非晶磁粉芯,研究了绝缘包覆工艺和热处理工艺对磁粉芯性能的影响。结果表明经磷酸丙酮溶液钝化处理的粉末制备的磁粉芯其性能要优于其他经氧化物粉末、矿物粉、硅酸盐包覆处理的粉末制备的磁粉芯。随着热处理温度的升高,磁粉芯的相对磁导率呈先增大后减小趋势,当热处理温度为400℃时,其所制备的磁粉芯的相对磁导率μe最大(26),损耗Ps最低(11.1 W/kg,50 kHz),相应的矫顽力Hc和品质因数Q分别达到最低值12.1 A/m和最高值273.9。

FeNi含量对FeSiAl/FeNi复合磁粉芯性能的影响

对气雾化法制备的250目FeSiA和400目FeNi磁粉分别进行绝缘包覆,然后按不同质量比混合,经压制成型,制得复合磁粉芯,研究了FeNi细粉的掺入量对复合磁粉芯性能的影响。结果表明,向FeSiAl磁粉中添加FeNi细粉可以提高复合磁粉芯的容积密度和有效磁导率,但损耗也增大。掺入适量的FeNi细粉可有效提高复合磁粉芯的坯体的最大荷重。同时,也可以有效提高复合磁粉芯的直流偏置特性,掺入50 wt%FeNi细颗粒的复合磁粉芯在100 Oe外加直流磁化磁场下显示的直流偏置特性达71.2%。