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近年来新能源产业、电子信息产业的快速发展对用于电磁转换的核心电子器件提出了高精度、高灵敏度、大容量和微型化等要求,这就需要用于其中的磁粉芯材料具备更加优异的综合性能。在众多金属软磁粉芯材料中,作为新开发的Fe735Cu1Nb3Si135B9磁粉芯,因其优良的高频、高直流叠加特性及高频低损耗的特点受到广泛关注。 本文以Fe735Cu1Nb3Si135B9粉末为原料,以有机硅树脂REN50作为绝缘粘结剂,通过绝缘包覆、压制成型并结合后续热处理制备了Fe735Cu1Nb3Si135B9磁粉芯,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)及B-H分析仪对磁粉芯的结构和磁特性进行分析,并研究了制备工艺参数如粉末退火温度、包覆剂含量、成型压力等对磁粉芯结构和性能的影响。为进一步研究Fe735CulNb3Si135B9磁粉芯的磁性能变化规律,实现磁特性的精细调控,本文根据复合材料的复合效应通过添加Fe-6.5wt%Si合金粉末制备了Fe735Cu1Nb3Si135B9/Fe-6.5wt%Si复合磁粉芯,研究了Fe-6.5wt%Si合金粉末的复合量等对复合磁粉芯的磁导率、损耗及直流叠加特性的影响。具体研究结果如下: 1、采用REN50作为绝缘粘结剂可有效绝缘包覆和粘结Fe735Cu1Nb3Si135B9磁粉颗粒,磁粉芯中粉末颗粒之间的绝缘包覆层经过500℃热处理后仍然能够稳定存在,由此制备的Fe735Cu1Nb3Si135B9纳米晶磁粉芯具备良好的磁性能。随着粘结剂含量的增加,Fe735Cu1Nb3Si135B9磁粉芯的磁导率先减小后增大再减小,损耗先增大后减小,当含量为3%时综合磁性能最佳:磁导率为32.59,损耗(50mT,200kHz)为329.87mW/cm3;随着成型压力的增大,Fe735Cu1Nb3Si135B9磁粉芯的磁导率先增加后减小,损耗先降低后增加,当压力在1100MPa时,综合磁性能最佳:磁导率为33.03,损耗(50mT,200kHz)为320.30mW/cm3,当外加磁场强度为100Oe时,磁导率百分比仍然保持在75%以上,直流叠加特性较好。 2、以Fe735Cu1Nb3Si135B9纳米晶粉末和Fe-6.5wt%Si粉末为基础粉末,成功制备了Fe-6.5wt%Si/纳米晶Fe735Cu1Nb3Si135B9复合磁粉芯,随着Fe-6.5wt%Si粉末复合量的增加,复合磁粉芯的密度增大到6.01g/cm3和磁导率增大到38.25。当Fe-6.5wt%Si粉末复合量为由60%增加到80%时,复合磁粉芯的损耗(B=50mT,f=200kHz)由948mW/cm3急剧增大到1894mW/cm3。因此Fe-6.5wt%Si粉末最佳的复合量应控制在0-60%之内。 3、以Fe735Cu1Nb3Si135B9非晶粉末和Fe-6.5wt%Si粉末制备了Fe-6.5wt%Si/非晶Fe735Cu1Nb3Si135B9复合磁粉芯,随着Fe-6.5wt%Si粉末复合量的增加,复合磁粉芯的密度和磁导率增大,当Fe-6.5wt%Si粉末复合量由60%升至80%时,损耗急剧上升由563mW/cm3增加到1620mW/cm3(f=200kHz,B=50mT),所以Fc-6.5wt%Si粉末最佳复合量为60%当Fe735Cu1Nb3Si135B9非晶粉末含量为30%,硅树脂REN含量为3%,压制力为1000MPa时,磁导率最高为43.03。