熱處理對水霧化Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉

時間：2013-04-03 15:55:27 來源：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院作者：李慶達

采用水霧化Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉制備出了高頻特性較好的磁粉芯。研究了去應(yīng)力退火和磁場退火對磁粉芯磁性能的影響。結(jié)果表明:非晶磁粉芯壓制后的去應(yīng)力退火處理能有效提高磁導(dǎo)率和品質(zhì)因數(shù)。過高熱處理溫度使非晶粉末晶化,析出導(dǎo)電性較差的非鐵磁相,惡化磁性能。最佳退火溫度為400℃,最佳的磁性能為:在3500 kHz的頻率下,μ=40.5,Q=225。磁場退火對Fe74Cr2Mo2Sn2P10C2Si4B4非晶磁粉芯磁導(dǎo)率影響較小。縱向磁場退火能增大非晶磁粉芯的損耗,橫向磁場退火能降低非晶磁粉芯的損耗,磁粉芯總損耗變化主要來源于磁滯損耗。

　　鐵基非晶態(tài)合金由于原子排布呈無序狀態(tài)，晶體中的磁晶各向異性消失，導(dǎo)致非晶合金的矯頑力和損耗較低，具有優(yōu)異的綜合磁性能［1-3］。在FeSiB合金基礎(chǔ)上添加一些合金元素制成的非晶合金具
有優(yōu)異的軟磁性能，在電子、電力領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用［4-6］。目前非晶合金的應(yīng)用產(chǎn)品大都用冷淬薄帶卷繞成磁芯，但高頻段的損耗特性限制了薄帶卷芯應(yīng)用場合，高磁導(dǎo)率非晶合金在10 ～100 kHz磁導(dǎo)率就開始下降，最高適用頻率僅為300 ～ 500 kHz。為了解決這一問題，研究人員通過將非晶帶材破碎制備出了非晶磁粉芯，有效的降低了磁芯的損耗，提高了頻率使用范圍。但帶材破碎粉末多為帶棱角的片狀，難以絕緣，從而導(dǎo)致磁粉芯的損耗增高，采用霧化法制粉可以較好的解決此問題。目前采用霧化法制備非晶粉末并合成磁粉芯的研究報道較少［7-8］。筆者采用水霧化Fe74Cr2Mo2 Sn2 P10 C2 Si4 B4非晶磁粉制備出高頻性能較好的磁粉芯，研究了熱處理對非晶磁粉芯動態(tài)磁性能的影響，并討論了其相應(yīng)的物理機制。另外，磁場熱處理是一種提高材料軟磁磁性能的重要工藝，但將磁場熱處理應(yīng)用于磁粉芯的報道較少。筆者將磁場熱處理應(yīng)用于Fe74 Cr2Mo2 Sn2 P10 C2 Si4 B4非晶磁粉芯的制備中，對比磁退火處理與普通退火處理對非晶磁粉芯的影響，并研究相應(yīng)的性能變化機理。

1、實驗材料及方法

1. 1、實驗原材料

　　圖1 顯示了水霧化Fe74 Cr2Mo2 Sn2P10 C2 Si4B4非晶磁粉的微觀形貌。可以看出，水霧化Fe74 Cr2Mo2 Sn2P10C2 Si4B4非晶磁粉的顆粒較圓滑，益于進行粉末絕緣包覆。非晶粉末粒度小于180 μm，且粉末的粒度分布較好，適合壓制制備磁粉芯。

　　1) Fe74 Cr2Mo2 Sn2 P10 C2 Si4B4非晶磁粉芯壓制后的退火處理有效地提高磁粉芯的磁性能。退火溫度升高，磁粉芯的磁導(dǎo)率和品質(zhì)因數(shù)升高，損耗降低。過高的熱處理溫度會使非晶粉末晶化，形成導(dǎo)電性能較差的非鐵磁相，惡化磁性能;

　　2) Fe74 Cr2Mo2 Sn2 P10 C2 Si4B4非晶磁粉芯最佳的退火溫度為400 ℃，最佳的磁性能為: 在3500 kHz 的頻率下，μ = 40. 5，Q = 225;

　　3) 磁場退火對Fe74 Cr2Mo2 Sn2 P10 C2 Si4B4非晶磁粉芯磁導(dǎo)率的影響較小，損耗影響較大。縱向磁場退火能夠增大非晶磁粉芯的損耗，橫磁場退火能夠降低非晶磁粉芯的損耗，磁粉芯的總損耗變化主要來源于磁滯損耗。

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