磁粉芯材料,又称软磁复合材料,广泛应用于电感等各种电子元器件。移动通讯、智能制造、汽车电子与电子新能源等新兴领域的快速发展,对磁粉芯的损耗及其他方面的性能提出了更高的要求。本文以实现一体成型电感用磁粉芯制备技术的低成本和高性能为目标,使用不同绝缘包覆剂,通过多层复合包覆工艺对磁粉进行绝缘处理,在磁粉外部形成连续、均匀的绝缘包覆层,有效隔离与保护磁粉颗粒,达到提高频率稳定性、降低高频损耗的效果。通过分析不同包覆工艺处理磁体的显微组织和损耗分离情况,研究了磁体损耗降低的物理机制。此外,还研究了绝缘包覆工艺对磁体的绝缘性与力学性能等应用特性的影响。论文的主要研究内容与结果如下:首先,研究了前处理工艺对改善羰基铁粉磁粉性能的影响。对羰基铁粉进行磷化处理或硅烷偶联处理后,磁粉的频率稳定性显著提高,在1MHz条件下磁导率稳定性增强。研究了不同的磷化工艺,发现0.7 wt.%简化磷化法处理后的磁粉损耗最低、磁导率较高。通过损耗分离研究,发现磷化处理后在200k Hz条件下磁滞损耗占总损耗21.1%。结果表明,磷化处理在颗粒表面形成了磷酸盐包覆层,硅烷偶联处理在颗粒表面形成了硅烷枝接包覆层,两种方法均是通过隔离颗粒直接接触来提高材料品质因数。其次,对前处理后磁粉芯进行有机树脂包覆,研究了不同前处理工艺对树脂包覆效果的影响。结果表明,硅烷偶联处理可提高磁粉与包覆树脂间的结合力与相容性,磷化处理则赋予了材料良好的绝缘性能与低损耗。磷化处理工艺简单,效果显著,相比偶联处理更适用于工业生产。利用不同牌号与种类树脂包覆磷化后磁粉,发现使用3.0 wt.%自主研发的共混树脂包覆后,磁体的绝缘性能与力学性能有了出色的提高,电阻率高达2.23×10~7Ω?m。最后,研究了共混树脂成分对磁粉芯性能的影响。优选出的共混树脂成分为:高温环氧树脂与有机硅树脂的质量比为1:5～1:2。此成分树脂包覆后磁体的能量利用率、温度稳定性得到显著提高。通过研究不同应用条件下磁粉芯的功率损耗还发现,在600k Hz应用频率下,共混树脂包覆后磁粉芯的损耗以磁滞损耗为主,涡流损耗占比仅占总损耗的16.61%,说明双层包覆后基本完全隔离了颗粒间涡流。在125℃以下,适当提高材料的使用温度可显著降低能量损耗,材料对损耗产热起一定的反馈作用。基于以上研究结果,本文使用多层复合包覆工艺对羰基磁粉进行绝缘处理,成功实现了磁粉芯的损耗降低、品质因数提高,并通过实验和理论分析解释了绝缘包覆层对损耗的影响。研究结果对于实现实用性磁粉芯材料的高性能、低成本化具有较重要的指导意义。