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磁粉芯是一种由磁性粉末经过绝缘包覆后,通过粉末冶金方法制备的一种复合软磁材料。实验选用单辊淬火法生产的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材,非晶带材晶化处理后机械粉碎为纳米晶合金粉末,粉末经过粘结剂包覆后压制成磁粉芯。同时运用扫描电镜分析、X-射线衍射分析、差热分析等现代分析手段,研究各种制备工艺参数对纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9磁粉芯的磁导率、品质因数、损耗等磁性能的影响。主要结论如下: 1.Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材随着热处理温度升高,发生不同程度的晶化,在最佳温度范围内退火处理后可获得由非晶和纳米晶组成的复相组织,晶粒尺寸可达到12-20nm。540℃×60min取得较好的磁性能。 2.大粒度磁粉制备的磁粉芯的磁导率较大,损耗也较高。通过适当的磁粉粒度配比可以有效地提高磁粉芯磁导率,降低损耗,提高磁粉芯的频率特性。实验中所得出较好的粒度配比为:-200~+250目占70%,-250~+320目占10%,-500目占20%。 3.绝缘包覆是磁粉芯制备的关键工艺。有机+无机绝缘包覆方法适合制备高性能的金属磁粉芯。添加绝缘介质提高磁粉芯的电阻率,降低涡流损耗和磁滞损耗,提高品质因数。绝缘介质过多会使磁粉芯中非磁性物质比例增大,磁导率降低。 4.磁粉芯的磁导率与磁粉芯的密度有着密切的关系,密度愈大,磁粉芯的磁导率愈高。增加压制压力可以提高磁粉芯密度、压溃强度、磁导率,降低涡流损耗,提高品质因数。但是过高的压力会使磁粉芯的磁导率降低。 5.固化及去应力退火也是相当重要的,增加退火温度能够有效地提高磁粉芯的磁导率,降低损耗和矫顽力;过高的退火温度会增大磁粉芯的损耗。 6.制备Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9磁粉芯的较佳工艺参数为非晶带材的晶化温度为540℃,晶化时间为60min;绝缘剂添加量为2.0%;成型压力为1800Mpa;去应力退火温度400℃,退火时间60min。结果表明:在频率0~100kHz以内,磁粉芯磁导率具有良好的频率稳定性。在100kHz,20A/m下,磁导率达到54,损耗为0.797kW/m3,压溃强度达到18.7MPa。