金屬軟磁粉芯是一種由表面包覆有絕緣介質(zhì)的鐵磁性粉末顆粒通過壓制、退火等工序制備的新型軟磁復(fù)合材料。由于其內(nèi)部金屬磁粉末填充率較高,且磁粉末顆粒表面存在高電阻率絕緣層以及顆粒之間存在大量分布式氣隙,使得金屬軟磁粉芯同時具有較高的飽和磁通密度、較小的渦流損耗以及良好的直流偏置性能,從而廣泛應(yīng)用于各種功率電子器件。本文采用二氧化硅粉末和環(huán)氧樹脂對鐵硅鋁磁粉末進行絕緣包覆并制備出鐵硅鋁磁粉芯,研究了絕緣包覆過程中絕緣劑氧化硅用量和改性劑樹脂用量以及成型壓強和退火溫度對磁粉芯磁電性能的影響。研究表明:（1）絕緣包覆過程中氧化硅用量和樹脂用量的適當(dāng)增加可以降低鐵硅鋁磁粉芯的有效磁導(dǎo)率和渦流損耗,提升磁粉芯直流偏置性能,導(dǎo)致品質(zhì)因數(shù)在低頻下降而在高頻升高。但過多添加改性劑樹脂會導(dǎo)致相反的結(jié)果。（2）適當(dāng)?shù)卦龃蟪尚蛪簭娍梢栽阼F硅鋁磁粉芯中獲得較高的有效磁導(dǎo)率和較低的損耗,但同時會導(dǎo)致磁粉芯直流偏置性能的略微下降以及品質(zhì)因數(shù)在較低頻率下的升高和在較高頻率下的降低。但過大的成型壓強可能會破壞部分絕緣層導(dǎo)致磁粉芯高頻損耗的異常增大。（3）退火溫度的適當(dāng)升高,有助于顯著提升鐵硅鋁磁粉芯的有效磁導(dǎo)率和低頻下的品... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵硅鋁合金相圖

第二章 實驗方法及原理直流偏置性能的測量金屬軟磁粉芯的 μe和 Q 值均為其交流磁特性指標(biāo)。然而由于磁粉芯多用于交直流疊加的情況下，因此由于外加直流電流引起的偏置磁場的存在，會導(dǎo)致磁粉芯的磁化狀態(tài)產(chǎn)生偏移，從而導(dǎo)致其磁性能發(fā)生明顯變化。一般，隨著直流疊加磁場的增大，試樣會逐漸被磁化到飽和，而在這個過程中磁導(dǎo)率會明顯下降，從而使得磁性能衰減。如圖 2.2 所示，（a）圖為純交流磁場中的 B-H 回線，而（b）圖為疊加一定直流磁場后的 B-H 回線。為了讓磁粉芯能在較大直流電流下正常工作，需要磁粉芯的有效磁導(dǎo)率在較大偏置磁場下仍能保留一定水平，也即對磁粉芯的直流偏置性能提出一定的要求。通常，用有效磁導(dǎo)率百分比（%μe）來表征磁粉芯的這種特性，即在一定直流偏置磁場+交流磁場下磁粉芯的有效磁導(dǎo)率和在單純交流磁場下磁粉芯的有效磁導(dǎo)率之比。本實驗中，采用了 WayneKerr 公司生產(chǎn)的 3265B作為測試的直流電源，同時使用 LCR 表 3260B 測試磁粉芯樣品的直流偏置性能。測試交流電壓為 1V，頻率為 100kHz，偏置范圍為 0A/m～16000A/m。2.5.4.3

圖 3 .1 鐵硅鋁磁粉末的 SEM 照片：（a）原粉，（b）包覆粉Fig 3.1 SEM images of (a) the Fe-Si-Al raw articles and (b) the insulated powder particles圖 3.2 為實驗所使用氧化硅粉末、未包覆鐵硅鋁粉末以及包覆之后的鐵硅鋁粉末的典型 XRD 圖譜。從圖中可以明顯看出，未包覆鐵硅鋁粉末的 XRD 圖譜中出現(xiàn)了鐵硅鋁合金（220）、（400）、（422）三個晶面的特征衍射峰，而氧化硅粉末的圖譜中在 15°～30°出現(xiàn)了因顆粒尺寸小造成的寬化特征峰，而包覆磁粉末中同時出現(xiàn)了鐵硅鋁磁粉末和氧化硅粉末的特征峰。表明包覆后粉末主要由鐵硅鋁和氧化硅組成。

【參考文獻】：
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