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绝缘铁粉基软磁复合材料,是在铁粉表面包覆一层绝缘层,具有优良的软磁性能,尤其是在高频应用中。因为软磁复合材料具有磁各向同性的特点,也经常用来设计新型高速电动机并且具有较少的能量损失。但是由于软磁复合材料的密度相对较低,导致的材料强度较低,以及包覆层材料的热稳定性差致使成型后的材料热处理温度低,这两个缺点严重的限制了其取代硅钢材料以及其他多方面的应用。 本课题利用热液合成法在不同条件下制备了五种包覆材料,并且用SEM, XRD, FT-IR和VSM对材料性能进行表征。用不同的方法包覆高纯度铁粉制备了软磁材料粉末,并用粉末冶金技术在900MPa下压制成型,然后在不同的气氛和预定热处理条件下热处理。测量了样品热处理前后的密度和电阻率。用TGA/DTA对绝缘层的热稳定性进行分析。 研究得出pH=5的时候制备的Ni-Zn铁氧体材料颗粒尺寸为17nm左右。当热处理到500℃和700℃时,颗粒分别长大到73nm和390nm。通过 TGA/DTA分析由于 Ni-Zn铁氧体与铁在高温下发生反应导致电阻率非常低。制备的Mg-Al双层氢氧化物在SEM下颗粒形状很均匀,尺寸约为223nm。当热处理后,Mg-Al双层氢氧化物失效。TGA/DTA分析得出水和羟基的丢失及随后双层氧化物的形成。这并不能阻止高活性的表面铁原子氧化形成导体。制备的P-Si-Al胶包覆的软磁材料在热处理到500℃后电阻率可达255×10-4Ω*cm,密度为7.02g/cm3。但当热处理到700℃时,电阻率降低到6×10-4Ω*cm。与铁粉反应生成的磷酸铁包覆层在550℃左右时由于磷酸铁发生晶化使电阻率降低。第四种B-Si胶包覆层在热处理后会融化增加材料的结合强度,但是由于包覆材料融化渗出,使材料电阻率降低使包覆失效。而最后制备 P-Si-Al-B胶包覆材料用加热箱包覆方法制备的软磁材料在500℃热处理后电阻率可达283×10-4Ω*cm,在600℃热处理后样品表面电阻率可达到219×10-4Ω*cm,甚至在热处理到700℃后表面电阻率仍可达到156×10-4Ω*cm。样品内部电阻率在600℃后为72×10-4Ω*cm,而在700℃后降低到37×10-4Ω*cm。这在商业化的软磁粉末是一个很重要的改进,但是这种材料的密度依然很低。P-Si-Al-B包覆的样品600℃热处理后,在200Hz下的能量损失与Somaloy550相同,但是磁导率很低,仅为后者的四分之一。