铁基非晶纳米晶粉体制备及其应用

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本文首先采用Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材制备非晶、纳米晶粉体,较系统地研究了粉体的制备工艺;然后,利用制备的非晶、纳米晶粉体制备磁粉芯,讨论了磁粉芯的制备工艺和软磁性能;最后,研究了非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉体对吸声材料性能的影响。实验表明,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材必须经过有效脆化处理,才能得到100目以上的粉体,其最佳脆化工艺参数为250℃×1h;非晶带材先采用研磨机快速研磨,再行星式球磨机球磨,可以得到小于10μm的非晶态粉体,粉体形貌为多角形;球磨粉碎不会导致非晶粉体晶化;非晶粉体经过退火处理后得到晶粒尺寸小于25nm的纳米晶粉体,最佳晶化退火工艺为550℃×0.5h。利用制备的粉体,采用湿压成型工艺,当成型压力为200KN,有机塑化剂含量为6.50%时,磁粉芯的成型率最高;纳米晶磁粉芯的磁导率要大于非晶磁粉芯的磁导率;纳米晶磁粉芯中,粉体粒径越大,磁导率μ越大而品质因数Q则越小,在100K~1MHz范围内,μ具有良好的频率稳定性;随着成型压力F的变化(85~300KN),μ逐渐增加且变化逐渐趋于平缓,而Q值先增大后减小;在20℃~80℃的测试温度范围内,随温度增加μ逐渐越小,而Q逐渐增加并在700KHz出现最大值。对磁粉芯进行二次退火处理后,随着退火温度的升高,μ和Q均呈现先增大后减小的趋势,μm高达5.321×105;对粉体进行级配处理,当磁粉芯中60~100目粉体90%和400目以上粉体10%时,μ达到最大值62。丁基橡胶中加入非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉体,可以提高复合材料薄片低频吸声性能。当非晶粉体与丁基橡胶质量比为100%时,复合材料薄片厚度为1mm时,60~100目粉体作为填料吸声效果最好,材料的低频吸收频带拓宽为500Hz~2000Hz,吸声系数最大为0.34。
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