铁硅铝磁粉芯的绝缘包覆研究

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1、第43卷第5期稀有金属材料与工程Vol.43,No.52014年5月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGMay2014铁硅铝磁粉芯的绝缘包覆研究林坤，熊亚东，严密，张念伟，徐伟，郭婷，姜银珠(浙江大学，浙江杭州310027)摘要：研究了钝化工艺及不同无机粘结剂对铁硅铝磁粉芯性能的影响。铁硅铝粉末用0.4%(质量分数,下同)的磷酸液钝化，用0.9%的玻璃粉粘结，在1980MPa下压制成环形样品，700℃氮气气氛保护下退火热处理1h所制备的铁硅3铝磁粉芯综合性能最佳。其有效磁导率可达125.98,50kHz/100mT下的体积损耗为3

2、16.7mW/cm。综合磁性能和有机粘结剂制备的铁硅铝磁粉芯相当，但可以大大提高样品的径向抗拉强度，达到261N，无需固化处理。同时提高了磁粉芯在使用过程中的抗老化能力。关键词：磁粉芯；有效磁导率；无机粘结剂；损耗；抗拉强度+中图法分类号：TG132.271文献标识码：A文章编号：1002-185X(2014)05-1262-04金属软磁粉芯由铁磁性金属（或合金）颗粒与绝≤50µm占14%。粉末的绝缘包覆分为两步：首先对缘介质（形成薄膜）混合后采用粉末冶金成形技术制铁硅铝磁粉进行磷酸钝化，使颗粒表面形成金属盐类[1][2,3][9]造而成，因而容易制成不同形

3、状的磁粉芯，如E的绝缘膜。将磁粉置于不同含量的磷酸钝化液中，型、U型、环型、棒形等。由于金属磁粉芯的内部存于85℃下处理30min。待粉末干燥后，与不同种类在绝缘薄膜增加磁粉芯的电阻率，有效降低高频涡流不同含量的无机粘结剂进行粘结。选择环氧树脂有机[4]损耗，适合应用于较高频率（20~200kHz）的机电粘结剂作为对比。粘结方式分为两种，湿法粘结和干领域。在众多品种的磁粉芯中，铁硅铝磁粉芯（又称法粘结。湿法粘结是先配置好液体粘结液，然后把钝Sendust磁粉芯）因具有高的饱和磁感应强度，宽的化好的粉末缓慢倒入其中充分搅拌均匀后，放入75℃有效磁导率范围，低的

4、功率损耗及低廉的价格，在扼烘箱保温1.5~2h至水分蒸干（环氧树脂和水玻璃属于流圈民用市场中占据着超过75%的市场份额，具有很此类,前者用丙酮作溶剂，后者用蒸馏水作溶剂）；干法高的性价比。粘结是将固体颗粒粘结剂直接与钝化后的粉末均匀混目前，铁硅铝磁粉芯粘结工艺常采用有机粘结合（氧化硼颗粒和玻璃粉属于此类）。随后在1980MPa[5-7]剂，如环氧树脂、硅酮树脂、聚乙烯醇等。有机压力下制成外径22.9mm，内径14.0mm，高度7.60mm粘结剂制备的铁硅铝磁粉芯的综合磁性能好，但是不的环状样品后于700℃，N2气氛保护下退火1h。环保，且制备的铁硅铝磁粉芯的

5、抗老化能力弱，磁性用扫描电子显微镜（SEM）对粉末绝缘包覆效果能将随着磁粉芯在使用过程中的发热问题导致不可进行分析。用交流损耗测试系统（SY8232）测量磁粉逆变差，降低磁粉芯的使用寿命。本实验研究了不同芯的体积损耗。用LCR测试仪（HP4284A）测量磁粉无机粘结剂对铁硅铝磁粉芯性能的影响，开发无机粘芯的有效磁导率。磁环的径向抗拉强度由SH-500数结剂制备铁硅铝磁粉芯的工艺，在整个过程中不涉及显拉力计测得，在磁环径向通过2个直径为2.5mm的有机辅助试剂。丁字挂钩向磁环两端施力，示意图如图1所示。1实验2结果与讨论将用机械破碎法制备的扁平状铁硅铝粉末进行

6、粒图2显示的是不同含量磷酸钝化铁硅铝磁粉的形度配比。合理的粒度配比对磁粉芯的成形性和综合磁貌照片。从图中可以看到，0.4%和1.0%的磷酸钝化剂[8]性能影响很大。本实验采用如下粒度配比：粒度≥钝化的磁粉表面比较光滑（图2a和2b）。随着磷酸钝147µm占5%,74~147µm占46%，50~74µm占35%，化剂含量的增多，磁粉颗粒表面生成的磷酸盐收稿日期：2013-05-17基金项目：国家自然科学基金(51102213)作者简介：林坤，男，1988年生，硕士生，浙江大学材料科学与工程学系，浙江杭州310027,电话：0571-87952366，E-mai

7、l:Ivanlee_lk@126.com第5期林坤等：铁硅铝磁粉芯的绝缘包覆研究·1263·薄层不断增厚。超过2.0%的磷酸钝化剂进行磁粉钝化后，磁粉表面沉积的磷酸盐膜层变得不光滑，且在颗FΦ2.5mm粒表面某些区域聚集成岛状的突起。可以推测，当磷酸含量超过一定值后，磷酸盐生长不是在整个已经形成的磷酸盐层的基础上均匀平铺式地增厚，而是岛状式地沉积。磷酸含量越多，反应生成的磷酸盐也越多，岛状效应就越明显（图2d和2e）。另外，可以看到用5.0%磷酸钝化剂对磁粉进行钝化后，粉末颗粒表面出F一些裂缝（图2e箭头处），表明钝化膜的质量严重下降。出现裂缝的原因可能是：

8、(1)磁粉与磷酸钝化剂反图1数显拉力计测量示意图应过