Fe-Si-Ni磁粉芯的制备及其磁性能研究

【摘要】随着电子信息技术的飞速发展,金属磁粉芯被广泛应用于线路滤波器、输出电感和开关电源等领域。金属磁粉芯是将磁性粉末颗粒与非磁性绝缘介质混合均匀后压制成型的一类软磁材料,主要分为铁粉芯、铁硅(Fe-Si)磁粉芯、高磁通(Fe-Ni)磁粉芯、铁硅铝(Fe-Si-Al)磁粉芯、铁硅镍(Fe-Si-Ni)磁粉芯、铁镍钼(MPP)磁粉芯和非晶纳米晶磁粉芯。其中,Fe-Si-Ni磁粉芯作为一种新型金属磁粉芯,近年来得到越来越多的应用,但是关于其制备工艺和性能研究的报道还很少。本文采用球磨制粉的方法制备了Fe-Si-Ni粉末,然后通过模压成型将其制备成Fe-Si-Ni磁粉芯。研究了粉末的磁性能和钝化处理以及粉末粒度、钝化剂浓度、成型压力、热处理工艺以及粉末预退火对磁粉芯密度ρ、饱和磁感应强度Bs、矫顽力Hc、有效磁导率μe、品质因数Q、直流叠加特性DC-bias和磁芯损耗P的影响。研究结果发现：随着粉末目数的增加,磁粉芯的密度ρ逐渐减小,品质因数Q逐渐增大。随着钝化剂浓度的升高,磁粉芯的密度ρ、饱和磁感应强度Bs和有效磁导率μe逐渐减小；矫顽力Hc、品质因数Q、直流叠加特性DC-bias和磁芯损耗P逐渐增大。随着成型压力的增加,磁粉芯的矫顽力Hc、直流叠加特性DC-bias和磁芯损耗P逐渐减小；密度ρ、饱和磁感应强度Bs、有效磁导率μe、品质因数Q和抗拉强度逐渐增大。650℃热处理时,随着热处理时间从0h增加到5h,磁粉芯的饱和磁感应强度Bs增大,矫顽力Hc减小,磁芯损耗先减小后增大；而随着热处理温度从550℃升高到750℃,磁粉芯的密度ρ和有效磁导率μe逐渐增大,直流叠加特性DC-bias和磁芯损耗P逐渐减小。通过以上研究,得出最佳的制备工艺参数：Fe-Si-Ni粉末经过600。C预退火处理1h后进行粒度配比,接着用0.4wt.%的磷酸丙酮溶液进行钝化处理后加入0.5wt.%的W-6C丙酮溶液和0.04wt.%的高岭土进行绝缘粘结包覆,然后加入0.25wt.%的硬脂酸锌和0.25wt.%的硬脂酸钡作润滑脱模剂,在1.86GPa的压力下压制成型,最后将成型的样品放置于氩气保护气氛中750℃热处理1h,制得的Fe-Si-Ni磁粉芯有着优异的综合软磁性能。其饱和磁感应强度为1.23T,有效磁导率为60.96,100kHz时的品质因数为83.72,外加直流磁场强度为100Oe时的直流叠加特性仍可达到48.07%,50kHz,50mT时的磁芯损耗仅为312mW/cm3。
【作者】徐伟；
【导师】严密；姜银珠；
【作者基本信息】浙江大学，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】Fe-Si-Ni磁粉芯；有效磁导率；品质因数；直流叠加特性；磁芯损耗；

【参考文献】
[1]梁涛.基于平滑转换自回归模型的欧洲CDS市场和债券市场研究[D].山西财经大学,金融学,2014,硕士.
[2]汪卫乐,高军礼,朱慧华,陈玮.家禽养殖监控系统的设计[J].广东工业大学学报,2015,01:66-70.
[3]郑淑梅.临近空间宽带射频前端技术研究[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2009,硕士.
[4]万利.重型商用车机械式自动变速器道路试验方法研究[D].吉林大学,车辆工程,2014,硕士.
[5]孙桂兰.基于Multigen Creator/Vega Prime的轮轨运动虚拟仿真[D].西南交通大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[6]翁芳芳.基于CIM的电网故障信息主站系统的研究[D].华北电力大学（北京）,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[7]范志莹.产学研合作的激励与保障机制研究[D].天津财经大学,企业管理,2012,硕士.
[8]汪琼.基于热力学模型熔盐水化物相变储能材料的开发与研究[D].湖南大学,无机化学,2012,硕士.
[9]周敏.穴位中药离子导入治疗乳腺增生病的疗效评价研究[D].北京中医药大学,针灸推拿学,2014,硕士.
[10]高晓兰.常熟市农村污水处理设施的调查研究[D].青岛理工大学,环境工程,2013,硕士.
[11]王子明,安佩君,甄文胜,康有元,张立军,王璇.柴达木盆地北缘复杂地区地震采集、处理方法[J].石油地球物理勘探,2002,S1:118-124+221.
[12]丛红卫.数据仓库的组建及存在的问题[J].辽阳石油化工高等专科学校学报,2002,02:27-29+38.
[13]苗笛.基于WEB的企业自动化管理系统的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[14]龚小维.基于北斗二号/GPS授时的靶场时间统一系统设计[D].南京理工大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[15]徐文琴.径向柱塞泵静压支承圆柱副性能研究[D].浙江工业大学,机械电子工程,2004,硕士.
[16]杨锡锟.地震资料数字处理中的插值法[J].石油地球物理勘探,1978,05:34-39.
[17]李玉嵩.我国档案宣传工作发展研究[D].苏州大学,档案学,2013,硕士.
[18]杨月.基于粒子滤波与支持向量机的柴油机故障诊断[D].中北大学,控制工程（专业学位）,2014,硕士.
[19]沈雪.VEGFR-2基因启动子区多态性与动脉粥样硬化型缺血性脑卒中易感相关性[D].苏州大学,神经病学（专业学位）,2014,硕士.
[20]朱三九,杨双武.依法组训科学管理——兰州军区空军不断推进汽车驾驶员新训质量建设[J].汽车运用.2006(09)
[21]万猛.基于贝叶斯网的轴承失效分析应用研究[D].河南科技大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[22]盛小平.图书馆知识管理对图书馆管理的创新[J].图书馆杂志,2003,06:2-7.
[23]刘爱平.铜版画的肌理语言[D].内蒙古师范大学,美术学,2012,硕士.
[24]祁雅莉.渤海西南岸全新世大暖期最大海侵线重建[D].中国科学院研究生院（海洋研究所）,环境工程,2013,硕士.
[25]高月华.甜高粱秸秆汁液生产乙醇的研究[D].大连工业大学,发酵工程,2009,硕士.
[26]田力红.现代商业银行软件开发项目管理问题研究[D].广西大学,工商管理,2004,硕士.
[27]战东阳.基于顾客价值的网络购物消费者满意度研究[D].山东财经大学,企业管理,2013,硕士.
[28]徐睿.适用于嵌入式GIS系统的NAND闪存日志文件系统NJFS设计[D].浙江大学,2004.
[29]王雯雯.小学英语教师课堂教学行为研究[D].曲阜师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[30]王艳磊.外层气体影响GPCA-TIG焊电弧和焊缝性能的研究[D].兰州理工大学,材料加工工程,2014,硕士.
[31]郭磊,郭创新,曹一家,朱传柏,潘坚跃.基于面向对象技术的变压器三维图形建模[J].电力系统自动化,2010,20:60-65+76.
[32]齐浩达.论抵押权独立性[D].河北大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[33]海燕.中小民营企业核心员工流失问题研究[D].辽宁工程技术大学,企业管理,2012,硕士.
[34]周家宪.猪粪便中伊维菌素的排泄及降解规律[D].扬州大学,基础兽医学,2011,硕士.
[35]雷在秀.图式理论与英语阅读理解[D].西北师范大学,教育,2003,硕士.
[36]郑岩.基于DSP的锂电池电极表面缺陷检测系统[D].燕山大学,仪器仪表工程,2014,硕士.
[37]郎洪明.浅析一种液体酶后喷涂设备的系统设计[J].饲料工业.2007(05)
[38]黄健.网络教育系统数据交换设计与实现[D].东南大学,2005.
[39]黄歌.大学生创业警觉性与创业机会识别关系研究[D].杭州电子科技大学,企业管理,2014,硕士.
[40]王浩.梅西安钢琴套曲《圣婴二十默想》的宗教情节探微[D].天津音乐学院,音乐（专业学位）,2014,硕士.
[41]韩乾.数字时代中小学教辅出版商业模式研究[D].华中科技大学,编辑出版,2013,硕士.
[42]胡姝.江苏滨海潮滩沉积物中还原无机硫和重金属的形态特征[D].复旦大学,环境科学,2012,硕士.
[43]吴超楠.基于分数阶傅里叶变换的高精度线性调频信号参数估计方法[D].华南理工大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[44]宁俊超.基于ansys大跨度张弦梁结构预应力模拟研究[D].西南交通大学,结构工程,2013,硕士.
[45]李婷.当代大学生道德责任意识缺失问题研究[D].吉林农业大学,思想政治教育,2012,硕士.
[46]王玉凤.呼和浩特市新建民办幼儿园园本培训个案研究[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[47]尹航,娄世峰.战场侦察图像的获取和融合处理技术[J].现代军事,2003,05:54-56.
[48]张昌霖.基于数字签名技术的教务成绩管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[49]祝凌云.侵权法上可预见性规则研究[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[50]曹斌.风电机组振动监测与故障诊断系统研究[D].广东工业大学,机械电子工程,2014,硕士.