Sendust软磁材料磁芯制备新工艺研究

主要采用Sendust合金粉末氧化包覆的方法,使得粉末表面形成了新的成分,达到粉末彼此绝缘的目的,然后再通过模压成型,制备出信号线滤波器件,经测量100 MHz～1.8 GHz频段平均复磁导率虚部可达6.9,与传统Sendust合金粉末制备磁芯的工艺相比其高频和宽频EMI抑制性能得到了显著提高,克服了Sendust合金粉末和有机物共混粘结成型的工艺路线的缺点,制定了新的工艺路线。

铁硅铝粉末制备及配比对磁粉芯性能的影响

采用真空熔炼、机械破碎的方法制备铁硅铝合金粉末,并使用机械振动筛得到不同粒度的粉末.利用振动样品磁强计（VSM）测试不同粒径铁硅铝粉末的静态磁性能,发现其比饱和磁化强度σs彼此相差不大,而粗颗粒的矫顽力Hcj与比剩余磁化强度σr均较细颗粒小.利用上述结果,经过合理配比后,试制有效磁导率分别为125,147,160的高磁导率铁硅铝磁粉芯,并对其有效磁导率的频率特性、直流叠加性能、功率损耗进行了测试.在频率为20～200kHz范围内各型磁粉芯均有良好的恒导磁性.在频率为100kHz、磁场为1.6kA/m时各型磁粉芯的叠加直流后的磁导率与未叠加直流的磁导率之比均不低于70％.各型磁粉芯在50kHz、50mT条件下的体积损耗均在80mW/cm3以下,而在100kHz、100mT条件下的体积损耗均在700mW/cm3以下.

铁硅铝磁粉芯功率损耗分离

以铁硅铝合金粉末为原料,通过形成磷硼酸钠盐的绝缘包覆层,制备了铁硅铝磁粉芯。根据磁滞损耗Ph、涡流损耗Ped和剩余损耗Pex与频率f的关系:在不考虑磁通密度Bm的情况下,磁滞损耗Ph与频率f成正比,而涡流损耗Ped与频率f的平方f^2成正比,剩余损耗Pex与频率f不成线性关系。在频率f为75~400 kHz、磁通密度Bm为5~100 mT的条件下,对铁硅铝磁粉芯进行了功率损耗分离。结果表明,铁硅铝磁粉芯的功率损耗主要由磁滞损耗Ph和涡流损耗Ped组成,剩余损耗Pex可以忽略不计。随着频率f的升高,涡流损耗Ped逐渐成为磁粉芯功率损耗的主体;而随着磁通密度Bm的升高,磁滞损耗Ph逐渐成为磁粉芯功率损耗的主体。利用斯坦梅茨方程对铁硅铝磁粉芯的功率损耗进行了拟合。

直流叠加对铁硅铝磁粉芯品质因数的影响

利用LCR测试仪测试有效磁导率(μe)为125及60的铁硅铝磁粉芯在不同交流磁感应强度下的品质因数,发现品质因数随频率出现峰值,有效磁导率为125的磁粉芯在大约30kHz时品质因数出现峰值,而有效磁导率为60的磁粉芯则在80kHz左右时品质因数出现峰值,峰值的高低与交流磁感应强度的数值有关。在上述结果的基础上,再分别对上述磁粉芯在直流叠加状态下的品质因数进行测试,结果发现其品质因数随直流叠加磁场出现峰值,在交流磁感应强度频率分别为50、100kHz以及200kHz时,有效磁导率为125的磁粉芯品质因数在直流叠加磁场强度为1571、3927A/m和5890A/m时到达峰值,而有效磁导率为60的磁粉芯在交流磁感应强度频率分别为150、200kHz以及250kHz时,品质因数则在直流叠加磁场强度为4712、5498A/m和7069A/m时到达峰值,峰值的高低与交流磁感应强度的数值有关,并对其原因进行了分析。