低损耗铁硅铝磁粉芯的温度特性研究.pdf

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1、金大利等：低损耗铁硅铝磁粉芯的温度特性研究文章编号：1001—9731(2014)10—10055—03低损耗铁硅铝磁粉芯的温度特性研究金大利，刘先松，黄凯，高尚(安徽大学物理与材料科学学院，磁性材料安徽省工程技术研究中心，合肥230601)摘要：采用新型绝缘粘结剂对铁硅铝粉进行多层程如下。绝缘包覆，制备了铁硅铝磁粉芯，利用XRD和B—H分将100~200目、200～300目和300～400目的气析仪对其结构、磁性能及温度特性进行了研究。结果雾化铁硅铝粉按3：1：1的质量比混合。将重铬酸表明，室温下，在频率为1O～2O0kHz和磁通密度为钾、硼酸

2、和丙酮按5：1：100的体积比配得溶液，向铁0．01～0．1T范围内，样品具有低损耗特征；随温度的硅铝粉中加入适量该溶液，在65℃下搅拌0．5h，之后升高，初始磁导率先升高后降低，磁导率温度系数较烘干。再加入适量硅酸钠与纯乙醇配制的溶液、云母小，样品具有良好的温度稳定性；在10kHz，0．2T下，粉和Al。O。粉，混合均匀，在100。C下烘干。向上述铁随温度的升高，损耗先减小后增大，在l0℃时达到最硅铝粉中加入一定量的硬脂酸锌，充分混合，压制成环小值93．66mW／cln。。状，压强为1．8×1O。Pa。将得到的铁硅铝环在关键词：铁硅铝磁粉芯；磁

3、性；损耗；温度特性650℃，氮气保护条件下退火lh，随炉冷却后，在磁环中图分类号：TM271。．2文献标识码：A表面喷涂绝缘漆。DOI：l0．3969／i．issn．1OO1—973】．2014．10．01l2．2样品性能测试采用北京普析通用仪器有限责任公司XD一3型转1引言靶x射线衍射(XRD)仪(Cu—Ka，一0．15406nm)分随着电子信息产业的飞速发展，为了适应电子器析粉末样品的物相与结构；采用日本岩崎SY一8258型件小型化、低损耗、高功率的发展趋势，对金属磁粉芯B—H分析仪测量样品的磁导率、品质因数和损耗。也提出了更高的要求]。在众

4、多的金属磁粉芯中，铁3结果与讨论硅铝磁粉芯因具有高饱和磁感』、强度、低损耗、低成本等优点，而在开关电源磁芯、线路滤波器、脉冲回扫变3．1X射线,ff~,-f分析压器、储能滤波电感器、功率因素校正器等器件中得到图1为样品退火前与退火后的XRD图谱，可以看了广泛的应用L37]。出，退火前后样品峰的强度与位置都未发生变化，均是铁硅铝磁粉芯是以粉末冶金工艺为基础，由铁硅在20—45，65．6和83。处附近存在较强衍射峰，经PDF铝粉体经表面绝缘包覆，与粘结剂混合压制而成的一卡片对照，其3强峰分别对应着晶体的(110)、(200)、种软磁材料8]。传统的铁

5、硅铝磁粉芯是用环氧树脂或(211)3个晶面，结果表明，退火前后样品的晶体结构硅氧烷树脂等有机材料作为绝缘粘结剂，在使用过程没有发生变化。中温度稳定性差，易发生因发热而导致粉芯老化、性能下降的问题J。本文采用新型绝缘粘结剂进行多层绝缘包覆，制备了高性能铁硅铝磁粉芯，以期减小涡流损耗，提高样品温度稳定性。2实验2．1样品的制备实验所用气雾化铁硅铝粉(85Fe，9Si，20／(。)6A1)，纯度99以上，所用绝缘粘结剂由重铬酸钾、图1样品退火前与退火后的XRD图谱硼酸、丙酮、云母粉(一400目)、硅酸钠、AlO。(一400Fig1X—raydiffra

6、ctionpatternofunannealedandcqI1目)、硬脂酸锌等制得，原料均为分析纯。具体实验过nealedsample*基金项目：国家自然科学基金资助项目(51072002，51272003)；安徽大学“211工程”学术创新团队科研课题资助项目(02303402)；安徽省教育厅重点科研资助项目(KJ2010A008，KJ2O12AO27)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(2012340111OOO8)收到初稿日期：2013—0709收到修改稿日期：2014—02—14通讯作者：刘先松，E—mail：xiansongliu@

7、ahu．edu．cn作者简介：金大利(1987一)男，吉林梨树人，在读硕士，师承刘先松教授，主要从事磁性材料与器件研究。lo056助锨材料2014年第10期(45)卷3．2样品的频率特性样品具有低损耗特征，可满足大功率下的应用。图2为铁硅铝磁粉芯样品的初始磁导率和品质因3．3样品的温度稳定性数在常温下随频率的变化，可以看出，在频率为1O～图4为在10，i00和500kHz频率下，样品初始磁1000kHz的范围内，初始磁导率随着频率的升高而导率随测试温度的变化。下降，由10kHz时的119．65下降到1000kHz时的116．80，表现出较好的频率

8、稳定性。这是因为磁性颗粒很小，又被一定厚度的绝缘介质包覆隔离，这种颗粒之间的间隙效应，使其具有良好的频率稳定性。从图2可以看出Q值由10