铁粉芯绝缘包覆工艺的优化及软磁性能研究

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1、SouthChinaUniversityofTechnology硕士学位论文铁粉芯绝缘包覆工艺的优化及软磁性能研究作者姓名郭文婷学科专业材料加工工程指导教师余红雅副教授所在学院材料科学与工程论文提交日期2015年4月TheinsulationcoatingprocessoptimizationandsoftmagneticpropertiesofironpowdercoresADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GuoWentingSupervisor：Prof.YuHongyaSouthChinaU

2、niversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM273学校代号：10561学号：201220116674华南理工大学硕士学位论文铁粉芯绝缘包覆工艺的优化及软磁性能研究作者姓名：郭文婷指导教师姓名、职称：余红雅副教授申请学位级别：硕士学位学科专业名称：材料加工工程研究方向：磁性功能材料论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：刘仲武委员：刘江文、高岩、钟喜春、余红雅华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独

3、立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：曰期&月f曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保

4、存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名.日期:V，上占，？指导教师签名：佘红雅日期：摘要软磁材料作为国民经济中重要的基础材料，被广泛应用于电子、机械、通信、照明中。而磁粉芯是一种采用类似粉末冶金的方法制备而成的软磁复合材料，因形状、成分和性能的可塑性强而得到青睐。铁粉芯

5、是研究开发得最早的磁粉芯，具有饱和磁感应强度高、初始磁导率高、直流偏置性能好、价格低廉的优点。但是随着电子产品节能化、高频化的发展，高频损耗大成为了限制铁粉芯应用的致命缺点。绝缘包覆工艺是降低高频损耗的关键。目前，绝缘粘结剂的开发和绝缘工艺的优化已成为磁粉芯领域内的研究热点。本论文采用无机-有机复合包覆的方法制备磷酸盐-有机硅树脂复合包覆铁粉芯。对磷化包覆工艺进行优化，通过提高磷化膜的质量来改善磁粉芯的磁性能。本论文以磷酸二氢钠溶液为磷化剂，制备磷酸盐-有机硅树脂复合包覆铁粉芯。磷酸盐-有机硅树脂复合包覆能够有效降低铁粉芯交流磁损耗。与纯铁粉芯相比较，复合包覆铁粉芯

6、的交流磁损耗和直流磁损耗分别降低了72.8%和87.5%，但铁粉芯的饱和磁感应强度和磁导率也有所下降。磷化条件主要包括磷化液浓度、成分、pH，磷化温度和磷化时间。本论文采用正交试验研究磷化条件对磷化膜形貌、成分以及磷酸盐-有机硅树脂复合包覆铁粉芯性能的影响。其中磷化液浓度、磷化温度和磷化时间是影响磷化包覆的主要因素。但是，由于软磁性能指标较多，正交试验不能得到完全统一的最佳磷化条件。正交试验的直观性分析结果表明，以磷酸二氢钠溶液为磷化液，最佳磷化液pH为2、最佳磷化温度为120℃；由于磷化液中双氧水稳定性较差，对磷化的促进作用并不明显。磷化液浓度对磷化包覆影响显著，

7、磷化液最佳浓度为6%。对磷化液成分进行调整，添加草酸作为表面调整剂，添加钼酸钠和硝酸镍作为磷化促进剂。少量草酸作为表面调整剂加入磷酸二氢钠溶液可以改变磷化铁粉的表面形貌，降低复合包覆铁粉芯的交流损耗；草酸浓度过高，在铁粉表面形成草酸盐钝化膜阻碍磷化反应的进行。磷化液中草酸的溶液浓度应不超过1%。钼酸钠的加入可以改变磷化铁粉的表面形貌，使磷化膜更加光滑、致密。当钼酸钠溶液浓度为1%时，复合包覆铁粉芯的交流磁损耗降低，在100kHz的频率下，交流磁损耗降低了8.4%。硝酸镍作为磷化促进剂添加到磷酸二氢钠溶液中，+能够细化磷酸盐晶粒，使铁粉表面的磷化膜更加致密、均一，