铁基非晶纳米晶合金带材滚剪加工过程分析

在生产现场采用跟踪统计方法,归纳分析铁基非晶纳米晶合金带材滚剪加工过程以及滚剪刀耐用度、刀具刃磨等问题,统计分析不同宽度滚剪刀的加工情况发现,滚剪刀有效工作时间比率为65%~88%,平均有效工作时间比率为76.1%,有效工作时间不稳定;滚剪刀剪切行程处于3700~4200m之间,平均剪切行程为3839.74m,刀具耐用度存在较大差异,剪切宽度越大滚剪刀耐用度越长;滚剪刀刃磨时刀具径向去除量在80~150μm之间,平均刃磨去除量为106μm,刀具刃磨工艺对刀具耐用度有决定性影响。最后针对滚剪刀磨损检测问题,提出采用声发射信号对滚剪刀状态进行在线检测的技术方案。

电动汽车无线充电磁耦合器屏蔽层的优化设计

针对电动汽车车载无线充电磁耦合器体积和重量大、铁氧体易碎裂的问题,提出了一种由铁氧体磁片、纳米晶带材及铝箔构成的复合屏蔽层磁耦合器。通过Maxwell分别对铁氧体和四种纳米晶磁芯的性能进行分析和比较,在机器学习得出磁耦合器最优磁芯结构的基础上,优化设计了复合屏蔽层结构及各部分材料构成比例,与传统铁氧体磁片和铝板构成的磁耦合器相比,所提出的复合屏蔽层磁耦合器在减小了体积和重量的同时,互感和耦合系数分别提高了8.2%和0.7%,成本减小了47%。最后搭建了传输距离为12 cm的实验平台进行了验证。

无线充电磁耦合器的屏蔽层优化设计实验平台

为减少无线充电系统的体积重量,增强磁耦合器的抗饱和能力,提出了一种由铁基纳米晶带材和铝板构成的复合屏蔽层,以电动汽车无线充电系统的磁耦合器为模拟对象,搭建实验平台并对所提结构进行验证。根据铁氧体与纳米晶带材的优缺点,用有限元法结合电磁场仿真软件Maxwell进行了静态参数测量实验、临近饱和厚度优化实验和效率分析实验。仿真与实验结果表明,所提出的纳米晶带材加铝板的屏蔽结构,在临近饱和状态下,体积可以减小到传统铁氧体屏蔽层的1/4,且当输出功率达到1.5 kW时,传输效率高达90.1%。所设计的实验平台具有丰富的拓展性,可广泛推广应用于电动汽车等多种无线充电领域。

厚度对纳米晶软磁合金带材自由面结构的影响

为了可以更好地了解厚度对纳米晶软磁合金带材结构的影响,需要通过试验,采用熔炼、喷烤等工艺制备带材,熔炼温度为50~100℃,压力为0.3~0.8 MPa,通过SEM、AFM分析带材自由面结构。基于此,文章针对厚度对纳米晶软磁合金带材结构的影响展开试验,通过加热融化提纯形式,对实际影响展开分析。

铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工特性研究

铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工质量与层数、剪切速度等有直接的关系,因此,在对铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工过程进行分析中,则需要从剪切速度、毛刺控制等角度进行完善,从而实现铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工水平的进一步提升。在分析铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工工艺流程的基础上,从铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工流程以及影响因素的角度进行分析,并针对剪切速度、剪切层数与铁基纳米晶合金带材磁畴结构、加工质量的变化关系进行分析,旨在提高铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工的综合水平。

铁基纳米晶合金带材叠层剪切加工特性研究

针对铁基纳米晶合金带材剪切加工过程,探究了不同剪切层数对纳米晶合金带材剪切加工特性的影响,分析了叠层剪切后带材断面和截面形貌特征以及磁畴结构变化情况,并归纳出剪切速度和径向重叠量对纳米晶合金带材叠层剪切质量的影响规律。结果表明,不同剪切层数得到的带材断面形貌具有差异性,单层剪切断面形貌以剪切断裂区为主,并形成小量毛刺,磁畴排列规律;叠层剪切断面发生不同程度损伤,如材料堆积、局部剥落、磁畴紊乱等。叠层纳米晶合金带材剪切加工能够提高效率,但会导致毛刺增大、断面完整性下降。随着剪切速度的增加,各层纳米晶合金带材毛刺高度减小,断面完整性增大,纳米晶合金带材剪切毛刺高度随径向重叠量的增大呈先增大后减小的趋势,而断面完整性则逐渐变差。

基于铁基纳米晶合金薄带的压磁式压力传感器的研究

对一种利用Fe基纳米晶软磁合金薄带作为敏感材料的新型压磁式压力传感器进行了可行性研究。介绍了该传感器的结构、工作原理、输出特性以及主要参数的选择。然后通过试验,分析了传感器的静态特性以及温度变化对输出的影响。试验结果表明,该传感器的最大线性误差为2.22%(满量程),最大不重复误差为0.97%(满量程),未经放大的最大灵敏度为0.2073μV/Pa,零点每摄氏度温漂小于1.22%(满量程)。该传感器具有结构简单、工作可靠、成本低廉,以及测压范围宽等优点。

Fe基非晶纳米晶带材的快速热处理工艺研究

研究了Fe基非晶纳米晶带材采用较快升温速率和不同出炉温度对软磁性能的影响。研究结果表明,采用宽度为(10±0.2)mm、厚度(33±2)μm的带材卷绕成内径为20mm、外径为30mm的圆环磁芯,在以480℃为起始温度,再以1℃/min的速率升至退火温度,当退火温度540℃,退火时间60min,随炉冷却至200℃出炉磁性能最佳,当测试频率f=1kHz,初始磁导率μi=135800,最大饱和磁感应强度Bs为1.157T,剩余磁感应强度Hr为0.6781T,矫顽力Hc为0.6434A/m,与普通真空热处理最佳性能(测试频率f=1kHz,初始磁导率μi=159700,最大饱和磁感应强度Bs为1.122T,剩余磁感应强度Hr为0.5964T,矫顽力Hc为0.6828A/m)相差不大,在实际生产中可以将起始温度提高到480℃;同时,当出炉温度高于300℃时,带材磁性能下降剧烈。

Ni取代对FeCuNbSiB纳米晶磁芯软磁性能的影响

用单辊法制备了宽20 mm、厚25μm的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Fe_(73.5)Ni_(0.3)Cu_1Nb_3Si_(14.2)B_8合金带材,然后绕制成外径为40 mm、内径为25 mm的环型磁芯,并在不同温度下进行退火处理,研究了Ni取代对合金带材的晶化行为以及纳米晶磁芯软磁性能的影响。结果表明,与FeCuNbSiB合金带材相比,Ni取代的FeNiCuNbSiB合金带材,其一级起始晶化温度Tx1和一级晶化峰温度Tp1降低,其二级起始晶化温度Tx2和二级晶化峰温度Tp2升高,两级起始晶化温度之间的差值ΔTx增大。与FeCuNbSiB纳米晶磁芯相比,Ni取代的FeNiCuNbSiB纳米晶磁芯的起始磁导率μi、饱和磁感应强度Bs减小,矫顽力Hc增大;当测试频率f和最大磁感应强度Bm不变时,有效幅值磁导率μa增大,比总损耗Ps和矫顽力Hc减小;当测试频率f不变时,电感Ls和品质因数Q增大。

铁基非晶纳米晶磁芯软磁性能优化的厚度效应和抗应力能力

为了提高铁基非晶纳米晶带材磁芯的高频软磁性能和抗应力能力,采用单辊甩带工艺制备1K107系列J6铁基非晶合金带材,研究其在氮气和磁场相结合的热处理工艺对不同厚度带材磁芯的软磁性能和抗应力能力的影响。结果表明:经温度560℃氮气热处理后,厚度为20和26μm的纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率分别为9.9和10 k、损耗(B_(m)=0.1 T)分别为9.41和9.79 W∙kg^(−1);经460℃磁场热处理优化后,厚度为20μm的纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率为17 k、损耗为6.08 W∙kg^(−1);经440℃磁场热处理后,厚度为26μm的纳米晶带材磁芯在100 kHz时的有效磁导率为13.5 k、损耗为7.30 W∙kg^(−1);当外应力作用时,经温度为460℃磁场热处理的20μm厚的纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率由16.2 k降低到9 k,而经温度为440℃磁场热处理的26μm厚的纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率由13.6 k降低到6.4 k,当外应力去除后两种纳米晶磁芯的有效磁导率都基本恢复,厚20μm纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率恢复到15.9 k,厚26μm纳米晶带材磁芯在工作频率100 kHz时的有效磁导率恢复到13.4 k。

由复合屏蔽层构成的电动汽车无线充电磁耦合器

磁耦合器作为无线充电系统的核心部件,由能量发射线圈、能量接收线圈和电磁屏蔽层组成。目前在屏蔽层中使用大量的铁氧体和铝材以增强系统的耦合性能并且减少电磁泄漏,这造成了磁耦合器体积大、重量重、成本高,另外铁氧体还存在着易碎易饱和等问题,严重制约了电动汽车无线充电技术的推广和应用。为了解决上述问题,提出了一种由铁基纳米晶带材、铁氧体和铝箔构成的复合屏蔽层,在详细分析纳米晶带材特性的基础上,给出了纳米晶带材的前置处理工艺,利用Maxwell等仿真软件,从线圈静态参数的对比、铁氧体饱和状态的改善以及屏蔽效能和抗偏移能力等多方面阐述了复合屏蔽层的优势。最终搭建实验平台并加以验证。

一种具有碳原子二聚体结构的碳纳米晶-碳晶素

以人造金刚石为原料,通过解理面机械剥离粉碎分选的制备工艺成功制备出了一种类球形的碳纳米晶颗粒——碳晶素。利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、激光拉曼光谱(Raman)、固体核磁(MAS NMR)等对其进行了表征分析,发现我们制备出了一种物相构成为金刚石相的类球形的碳纳米晶颗粒,单个颗粒的粒径为2~5nm,是由金刚石解理面(111)晶面剥离粉碎而形成的,且含有两种不同性质的碳原子,这两种不同性质的碳原子在颗粒表面形成了一种碳原子二聚体结构。

非晶、纳米晶自动卷绕机

介绍非晶、纳米晶自动卷绕机的组成和工作原理,论述了自动卷绕机使用领域和功能的实现方法。