低損耗鐵硅鋁磁粉芯的溫度特性研究.pdf

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1、金大利等：低損耗鐵硅鋁磁粉芯的溫度特性研究文章編號(hào)：1001—9731(2014)10—10055—03低損耗鐵硅鋁磁粉芯的溫度特性研究金大利，劉先松，黃凱，高尚(安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院，磁性材料安徽省工程技術(shù)研究中心，合肥230601)摘要：采用新型絕緣粘結(jié)劑對(duì)鐵硅鋁粉進(jìn)行多層程如下。絕緣包覆，制備了鐵硅鋁磁粉芯，利用XRD和B—H分將100~200目、200～300目和300～400目的氣析儀對(duì)其結(jié)構(gòu)、磁性能及溫度特性進(jìn)行了研究。結(jié)果霧化鐵硅鋁粉按3：1：1的質(zhì)量比混合。將重鉻酸表明，室溫下，在頻率為1O～2O0kHz和磁通密度為鉀、硼酸

2、和丙酮按5：1：100的體積比配得溶液，向鐵0．01～0．1T范圍內(nèi)，樣品具有低損耗特征；隨溫度的硅鋁粉中加入適量該溶液，在65℃下攪拌0．5h，之后升高，初始磁導(dǎo)率先升高后降低，磁導(dǎo)率溫度系數(shù)較烘干。再加入適量硅酸鈉與純乙醇配制的溶液、云母小，樣品具有良好的溫度穩(wěn)定性；在10kHz，0．2T下，粉和Al。O。粉，混合均勻，在100。C下烘干。向上述鐵隨溫度的升高，損耗先減小后增大，在l0℃時(shí)達(dá)到最硅鋁粉中加入一定量的硬脂酸鋅，充分混合，壓制成環(huán)小值93．66mW／cln。。狀，壓強(qiáng)為1．8×1O。Pa。將得到的鐵硅鋁環(huán)在關(guān)鍵詞：鐵硅鋁磁粉芯；磁

3、性；損耗；溫度特性650℃，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下退火lh，隨爐冷卻后，在磁環(huán)中圖分類號(hào)：TM271。．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A表面噴涂絕緣漆。DOI：l0．3969／i．issn．1OO1—973】．2014．10．01l2．2樣品性能測(cè)試采用北京普析通用儀器有限責(zé)任公司XD一3型轉(zhuǎn)1引言靶x射線衍射(XRD)儀(Cu—Ka，一0．15406nm)分隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，為了適應(yīng)電子器析粉末樣品的物相與結(jié)構(gòu)；采用日本巖崎SY一8258型件小型化、低損耗、高功率的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)金屬磁粉芯B—H分析儀測(cè)量樣品的磁導(dǎo)率、品質(zhì)因數(shù)和損耗。也提出了更高的要求]。在眾

4、多的金屬磁粉芯中，鐵3結(jié)果與討論硅鋁磁粉芯因具有高飽和磁感』、強(qiáng)度、低損耗、低成本等優(yōu)點(diǎn)，而在開關(guān)電源磁芯、線路濾波器、脈沖回掃變3．1X射線,ff~,-f分析壓器、儲(chǔ)能濾波電感器、功率因素校正器等器件中得到圖1為樣品退火前與退火后的XRD圖譜，可以看了廣泛的應(yīng)用L37]。出，退火前后樣品峰的強(qiáng)度與位置都未發(fā)生變化，均是鐵硅鋁磁粉芯是以粉末冶金工藝為基礎(chǔ)，由鐵硅在20—45，65．6和83。處附近存在較強(qiáng)衍射峰，經(jīng)PDF鋁粉體經(jīng)表面絕緣包覆，與粘結(jié)劑混合壓制而成的一卡片對(duì)照，其3強(qiáng)峰分別對(duì)應(yīng)著晶體的(110)、(200)、種軟磁材料8]。傳統(tǒng)的鐵

5、硅鋁磁粉芯是用環(huán)氧樹脂或(211)3個(gè)晶面，結(jié)果表明，退火前后樣品的晶體結(jié)構(gòu)硅氧烷樹脂等有機(jī)材料作為絕緣粘結(jié)劑，在使用過(guò)程沒(méi)有發(fā)生變化。中溫度穩(wěn)定性差，易發(fā)生因發(fā)熱而導(dǎo)致粉芯老化、性能下降的問(wèn)題J。本文采用新型絕緣粘結(jié)劑進(jìn)行多層絕緣包覆，制備了高性能鐵硅鋁磁粉芯，以期減小渦流損耗，提高樣品溫度穩(wěn)定性。2實(shí)驗(yàn)2．1樣品的制備實(shí)驗(yàn)所用氣霧化鐵硅鋁粉(85Fe，9Si，20／(。)6A1)，純度99以上，所用絕緣粘結(jié)劑由重鉻酸鉀、圖1樣品退火前與退火后的XRD圖譜硼酸、丙酮、云母粉(一400目)、硅酸鈉、AlO。(一400Fig1X—raydiffra

6、ctionpatternofunannealedandcqI1目)、硬脂酸鋅等制得，原料均為分析純。具體實(shí)驗(yàn)過(guò)nealedsample*基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51072002，51272003)；安徽大學(xué)“211工程”學(xué)術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研課題資助項(xiàng)目(02303402)；安徽省教育廳重點(diǎn)科研資助項(xiàng)目(KJ2010A008，KJ2O12AO27)；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目(2012340111OOO8)收到初稿日期：2013—0709收到修改稿日期：2014—02—14通訊作者：劉先松，E—mail：xiansongliu@

7、ahu．edu．cn作者簡(jiǎn)介：金大利(1987一)男，吉林梨樹人，在讀碩士，師承劉先松教授，主要從事磁性材料與器件研究。lo056助锨材料2014年第10期(45)卷3．2樣品的頻率特性樣品具有低損耗特征，可滿足大功率下的應(yīng)用。圖2為鐵硅鋁磁粉芯樣品的初始磁導(dǎo)率和品質(zhì)因3．3樣品的溫度穩(wěn)定性數(shù)在常溫下隨頻率的變化，可以看出，在頻率為1O～圖4為在10，i00和500kHz頻率下，樣品初始磁1000kHz的范圍內(nèi)，初始磁導(dǎo)率隨著頻率的升高而導(dǎo)率隨測(cè)試溫度的變化。下降，由10kHz時(shí)的119．65下降到1000kHz時(shí)的116．80，表現(xiàn)出較好的頻率

8、穩(wěn)定性。這是因?yàn)榇判灶w粒很小，又被一定厚度的絕緣介質(zhì)包覆隔離，這種顆粒之間的間隙效應(yīng)，使其具有良好的頻率穩(wěn)定性。從圖2可以看出Q值由10