納米晶合金粉芯的超重力滲流制備及磁性能

王佳敏,甘章華,朱昭峰,吳傳棟,魯越輝,丁景楠

(1.省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室(武漢科技大學),武漢 430081;2.江蘇奧瑪德新材料科技有限公司,江蘇 鹽城 224000)

磁粉芯作為一種常見的電磁元件,被廣泛應用于開關電源和電感濾波器等領域[1-2]。電子領域的飛速發展促使著磁粉芯向高頻化、低損化、小型化和經濟化發展,而鐵基納米晶合金由于具有高磁導率、較高飽和磁感應強度和低損耗等特點,近年來在磁粉芯領域受到了較大關注[3-5]。

磁粉芯的制備工序較復雜,包括制粉、絕緣包覆、成型等工序。其中,成型工藝是一個較為關鍵的步驟。目前,常見的成型工藝包括冷壓成型[4-7]和放電等離子體燒結[8]等工藝,工業生產粉芯多采用冷壓成型工藝。王堯等[4]研究了冷壓成型壓強對FeSiB粉芯磁性能的影響,發現壓強在1 400 MPa時,制得的粉芯綜合磁性能較好,其在100 kHz時有效磁導率為17.66,同頻率下50 mT的損耗為103.04 W/kg。為了提高粉芯的有效磁導率,使用的壓強應高于1 000 MPa,但高壓下粉芯絕緣層可能會破裂且對模具損傷大,故該工藝實際操作存在困難且制造成本較高。同時,鐵基納米晶合金粉末不易變形,壓制成型需要高壓強,現階段高性能的粉芯大都停留在實驗階段,如Zhang等[6]使用1 600 MPa壓強制備出的FeSiBCuNb/NiCuZnFe2O4納米晶磁粉芯,其在100 mT,100 kHz時的損耗為78.18 W/kg,有效磁導率高達80.6。因此,提出一種工序簡單、成本低廉,且能制備出具有較好性能磁粉芯的制備工藝十分必要。

超重力技術是一種通過離心力實現物質傳輸和能量傳遞的重要手段,多被應用于金屬凝固細化、液體滲透等領域[9-13]。……