鐵硅鋁磁粉芯的絕緣包覆研究

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1、第43卷第5期稀有金屬材料與工程Vol.43,No.52014年5月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGMay2014鐵硅鋁磁粉芯的絕緣包覆研究林坤，熊亞東，嚴(yán)密，張念偉，徐偉，郭婷，姜銀珠(浙江大學(xué)，浙江杭州310027)摘要：研究了鈍化工藝及不同無機(jī)粘結(jié)劑對鐵硅鋁磁粉芯性能的影響。鐵硅鋁粉末用0.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的磷酸液鈍化，用0.9%的玻璃粉粘結(jié)，在1980MPa下壓制成環(huán)形樣品，700℃氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下退火熱處理1h所制備的鐵硅3鋁磁粉芯綜合性能最佳。其有效磁導(dǎo)率可達(dá)125.98,50kHz/100mT下的體積損耗為3

2、16.7mW/cm。綜合磁性能和有機(jī)粘結(jié)劑制備的鐵硅鋁磁粉芯相當(dāng)，但可以大大提高樣品的徑向抗拉強(qiáng)度，達(dá)到261N，無需固化處理。同時(shí)提高了磁粉芯在使用過程中的抗老化能力。關(guān)鍵詞：磁粉芯；有效磁導(dǎo)率；無機(jī)粘結(jié)劑；損耗；抗拉強(qiáng)度+中圖法分類號：TG132.271文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1002-185X(2014)05-1262-04金屬軟磁粉芯由鐵磁性金屬（或合金）顆粒與絕≤50μm占14%。粉末的絕緣包覆分為兩步：首先對緣介質(zhì)（形成薄膜）混合后采用粉末冶金成形技術(shù)制鐵硅鋁磁粉進(jìn)行磷酸鈍化，使顆粒表面形成金屬鹽類[1][2,3][9]造而成，因而容易制成不同形

3、狀的磁粉芯，如E的絕緣膜。將磁粉置于不同含量的磷酸鈍化液中，型、U型、環(huán)型、棒形等。由于金屬磁粉芯的內(nèi)部存于85℃下處理30min。待粉末干燥后，與不同種類在絕緣薄膜增加磁粉芯的電阻率，有效降低高頻渦流不同含量的無機(jī)粘結(jié)劑進(jìn)行粘結(jié)。選擇環(huán)氧樹脂有機(jī)[4]損耗，適合應(yīng)用于較高頻率（20~200kHz）的機(jī)電粘結(jié)劑作為對比。粘結(jié)方式分為兩種，濕法粘結(jié)和干領(lǐng)域。在眾多品種的磁粉芯中，鐵硅鋁磁粉芯（又稱法粘結(jié)。濕法粘結(jié)是先配置好液體粘結(jié)液，然后把鈍Sendust磁粉芯）因具有高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，寬的化好的粉末緩慢倒入其中充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅湃?5℃有效磁導(dǎo)率范圍，低的

4、功率損耗及低廉的價(jià)格，在扼烘箱保溫1.5~2h至水分蒸干（環(huán)氧樹脂和水玻璃屬于流圈民用市場中占據(jù)著超過75%的市場份額，具有很此類,前者用丙酮作溶劑，后者用蒸餾水作溶劑）；干法高的性價(jià)比。粘結(jié)是將固體顆粒粘結(jié)劑直接與鈍化后的粉末均勻混目前，鐵硅鋁磁粉芯粘結(jié)工藝常采用有機(jī)粘結(jié)合（氧化硼顆粒和玻璃粉屬于此類）。隨后在1980MPa[5-7]劑，如環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、聚乙烯醇等。有機(jī)壓力下制成外徑22.9mm，內(nèi)徑14.0mm，高度7.60mm粘結(jié)劑制備的鐵硅鋁磁粉芯的綜合磁性能好，但是不的環(huán)狀樣品后于700℃，N2氣氛保護(hù)下退火1h。環(huán)保，且制備的鐵硅鋁磁粉芯的

5、抗老化能力弱，磁性用掃描電子顯微鏡（SEM）對粉末絕緣包覆效果能將隨著磁粉芯在使用過程中的發(fā)熱問題導(dǎo)致不可進(jìn)行分析。用交流損耗測試系統(tǒng)（SY8232）測量磁粉逆變差，降低磁粉芯的使用壽命。本實(shí)驗(yàn)研究了不同芯的體積損耗。用LCR測試儀（HP4284A）測量磁粉無機(jī)粘結(jié)劑對鐵硅鋁磁粉芯性能的影響，開發(fā)無機(jī)粘芯的有效磁導(dǎo)率。磁環(huán)的徑向抗拉強(qiáng)度由SH-500數(shù)結(jié)劑制備鐵硅鋁磁粉芯的工藝，在整個(gè)過程中不涉及顯拉力計(jì)測得，在磁環(huán)徑向通過2個(gè)直徑為2.5mm的有機(jī)輔助試劑。丁字掛鉤向磁環(huán)兩端施力，示意圖如圖1所示。1實(shí)驗(yàn)2結(jié)果與討論將用機(jī)械破碎法制備的扁平狀鐵硅鋁粉末進(jìn)行

6、粒圖2顯示的是不同含量磷酸鈍化鐵硅鋁磁粉的形度配比。合理的粒度配比對磁粉芯的成形性和綜合磁貌照片。從圖中可以看到，0.4%和1.0%的磷酸鈍化劑[8]性能影響很大。本實(shí)驗(yàn)采用如下粒度配比：粒度≥鈍化的磁粉表面比較光滑（圖2a和2b）。隨著磷酸鈍147μm占5%,74~147μm占46%，50~74μm占35%，化劑含量的增多，磁粉顆粒表面生成的磷酸鹽收稿日期：2013-05-17基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(51102213)作者簡介：林坤，男，1988年生，碩士生，浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)系，浙江杭州310027,電話：0571-87952366，E-mai

7、l:Ivanlee_lk@126.com第5期林坤等：鐵硅鋁磁粉芯的絕緣包覆研究·1263·薄層不斷增厚。超過2.0%的磷酸鈍化劑進(jìn)行磁粉鈍化后，磁粉表面沉積的磷酸鹽膜層變得不光滑，且在顆FΦ2.5mm粒表面某些區(qū)域聚集成島狀的突起?？梢酝茰y，當(dāng)磷酸含量超過一定值后，磷酸鹽生長不是在整個(gè)已經(jīng)形成的磷酸鹽層的基礎(chǔ)上均勻平鋪式地增厚，而是島狀式地沉積。磷酸含量越多，反應(yīng)生成的磷酸鹽也越多，島狀效應(yīng)就越明顯（圖2d和2e）。另外，可以看到用5.0%磷酸鈍化劑對磁粉進(jìn)行鈍化后，粉末顆粒表面出F一些裂縫（圖2e箭頭處），表明鈍化膜的質(zhì)量嚴(yán)重下降。出現(xiàn)裂縫的原因可能是：

8、(1)磁粉與磷酸鈍化劑反圖1數(shù)顯拉力計(jì)測量示意圖應(yīng)過