易面型金属软磁复合材料高频损耗的研究

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软磁复合材料(SMCs)由非磁性、绝缘基体中的细小金属颗粒组成,在集成电感和天线应用中具有巨大的潜力。软磁复合材料的介电和磁性能可以通过选择基体以及颗粒组成、尺寸和浓度来定制,以减少器件的空间占用并提高性能。特别是与传统的单相材料相比,复合材料中的磁各向异性可以通过选择颗粒形状和排列来控制,克服Snoek极限,从而实现高磁导率和高共振频率。为了开发出高磁导率、高共振频率、低磁滞损耗和低涡流损耗的软磁复合材料,从高频磁性和功率损耗的机理出发,对其进行探究,意图从原理上找到改善磁导率,共振频率及功率损耗的手段。首先,对羰基铁(CI)的球磨条件进行了初步的筛选。对磨球的种类,转速,大小球比等都进行了试验,最终确定球磨条件为:转速400 r/min,磨球为Zr O球,大小球比5 mm:3 mm=1:1(w/w)。通过球磨获得了一系列具有不同径厚比的样品,径厚比会随着球磨时间的延长先增大后减小,磁导率会跟随这种变化,当达到球磨9 h时,样品具有最大的径厚比和磁导率,分别约为23.6和25.2。然后,建立了片状软磁复合材料复合磁导率的理论模型,对初始磁导率的变化及双峰结构磁谱进行了解释;提出了常规磁谱中出现的两个共振峰分别是自然共振峰和畴壁共振峰。根据模型,拟合结果和实验结果基本贴合,这说明模型是具有合理性的。在此基础上,根据拟合结果探讨了磁畴数与磁导率的关系以及自然共振与畴壁共振的关系。同时,还进一步研究了具有不同径厚比的SMCs的高频功率损耗。对不同径厚比样品的磁谱进行了分析,然后建立了片状样品在高频下的损耗模型,并对这些样品进行了损耗分离。分析并讨论了径厚比、磁导率与分离后三种损耗之间的关系。大径厚比可以有效提高磁导率,降低涡流损耗。大径厚比带来的高磁导率还可以降低磁滞损耗。在获得大径厚比(球磨)的过程中引起的磁域分化,这一过程引起的磁域壁数的变化也会影响到过剩损耗。
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