软磁复合材料的微观结构和性能研究.pdf

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1、中国材料科技与设备(双月刊)软磁复合材料的微观结构和性能研究2013年·第6期软磁复合材料的微观结构和性能研究更祝(中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116)摘要：本文采用Fe¨Cu．Nb。Ss／为增强相，硅橡胶为基体材料制得Fe一Cu-Nb。Sil3／硅橡胶软磁复合材料，利用X射线衍射仪(XRD)、CSS一3901D材料试验机和力磁耦合测试系统研究了Fe“CulNb3Si1“B9／硅橡胶软磁复合材料的微观组织和力学、磁拳陛能，分析了环境温度、白炭黑体积含量以及热处理工艺对材料的微观组织、粘弹性力学性能、磁性能和显微组织的影响。结果表明，气相白碳黑含量对复合材料力

2、学性能的影响较大，而非晶粉热处理工艺的影响较小；热处理后的材料的磁滞回线面积和矫顽力降低，而磁感应强度增加。因此，非晶粉经过550℃×30rain的热处理不仅对能够实现非晶合金的纳米晶化，而且能够有效地改善软磁复合材料的磁性能。该研究为新型高灵敏度的压力传感器的开发设计提供了理论依据。关键词：软磁复合材料，热处理，力学性能中图分类号：0482．5；TQ482．5文献标识码：A微组织的影响。从而为以柔性软磁薄膜为核心元件的压磁0前言式传感器的开发应用提供有价值的参考。利用铁基非晶磁粉和硅橡胶基体材料开发的柔性软磁1材料制备传感器，厚度仅为0．1mm，且柔性很好，因而为测量

3、各种接触面之间的压力创造了更好的条件。与以往传统的测量1．1材料成份及配方方法相比，这是一种经济、高效、精确、快速、直观、方材料成份：硅橡胶(二【}1基硅氧一甲基乙烯基硅氧一便的压力分布测量工具⋯。目前，同外相继开发了基于材二苯基硅氧三嵌段有规共聚物)，乙烯基质量份数为料压阻效应的超薄压力传感器，如，压阻式炭黑／橡胶柔性0．0035，苯基质量份数为0．07，重均相对分子质量为95力传感器等[2]。虽然此传感器在测试精度和灵敏度等方面，万，乙烯基封端。Fe7Cu-Nb3Si-B非品溥带，工业纯，较传统的测试方法有较大的改进，但仍难以满足T程实际粒径为5tm及45“m两种。

4、巾羟基硅油，羟基质量份数为的需要。究其原因，主要是由于现有材料和成型技术尚难0．06，相对分子质量为3万。六甲基二硅氮烷，质量分数以解决传感器用薄膜材料的蠕变松弛问题，进而导致压阻为0．85；高乙烯基硅油，乙烯基质量份数为0．08，相对分式力敏复合材料的稳定性无法达到要求。同时，材料制备子质量为5万；全硫化天然橡胶，微球粒径5m；纳米和热处理过程中软磁复合材料内部形成的残余应力，对软Al2(){，中粒径25nm；硫化剂(2，5一二甲基一2，5环己磁复合材料的磁性能产生较大的影响，特别是对材料的最基过氧化己烷，DPBMH)，工业纯。人磁导率和矫顽力的影响最大。。目前，退火

5、处理是消除实验配方：硅橡胶的质量份数为100，FeCu-Nbs软磁复合材料内部残余应力的常用方法。蒋达国等研究了SB9非品粉的质量份数为75～275，中羟基硅油的质量不同机制热处理对FeCu-Nb。Si。．j非晶薄带的磁感应份数为5，六甲基二硅氮烷的质量份数为7．5，高乙烯基硅和压阻效应的影响，给出了优化的退火工艺。“。这些研油的质量份数为5，纳米A1zO。的质量份数为3，硫化剂的究对于柔性压磁传感器敏感元材料的制备具有一定的借鉴质量份数为4。作用但目前相关的研究多集中于磁粉含量、粒径、薄膜1．2粉体制备与热处理厚度等对压磁薄膜力敏性能的影响。然而，作为压磁传感粉体制备

6、：在Ar气氛下将淬火态的FeCuNb器中应用的柔性软磁薄膜材料，还必须考虑实际]_作环境S非品带材经350℃×2h退火处理，使带材脆化；再的影响。同时，软磁复合材料的力学特性也是传感器稳定利用高能球磨机球磨粉碎带材，十磨4h后以酒精为弥散剂性和灵度的莺要影响因素，尤其是对于具有粘弹性力学行湿磨3oh，得到Fe7CulNb3Si5B9非晶粉。为的柔性材料，它具有与其它类型传感器完全不同的力学非品粉热处理：在Ar气氛下将Fe。CuNb。sjB9非特性。这就要求传感器不但具备良好的磁性能，而且具有晶粉进行550℃×30min退火处理，得到热处理的Fc7CUl优异的力学性能。为

7、了更好地开发力敏柔性薄膜在压磁传NbS非晶粉。感器领域的应用潜力，本文基于FeCuNb。si。／硅橡胶软磁复合材料的性能实验和彤貌观察，分析了白炭黑体1．3薄膜材料制备积含量、热处理工艺对材料粘弹性力学性能、磁性能和显按实验配方将生胶置于160型开放式密炼机中混炼*作者简介：史帆(1992～)，男，在读本科生，主要从事测试控制技术与仪器研制方面的研究。E-mail：shifan7683301@126．comhttp：／／~ww．cmasteq．COrn·17·2013年·第6期技术与研究中【刊材料科技没备(舣月刊)1lmin，冉将混炼胶川