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材料科学与工程学报2024年第03期:面向高频应用的Fe-Si-Al软磁粉芯制备工艺改进及性能表征

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作者:张学斌;熊汉武;吴鹏;曾旭东;杨富尧;邹中秋;苏海林;

单位:安徽瑞德磁电科技有限公司;国家电网有限公司;国家电网江苏省电力有限公司电力科学研究院;国家电网智能电网研究院有限公司先进输电技术国家重点实验室;

摘要:为了提升Fe-Si-Al软磁粉芯的抗饱和性能,解决高频下产生较大的磁损耗等问题,本研究利用Al~(3+)水解法制备了氧化铝包覆小粒径Fe-Si-Al粉末制备软磁粉芯工艺,探究了铝源液中氧化铝含量和成型压强对软磁粉芯高频磁性能的影响。运用扫描电子显微镜对经不同氧化铝含量的铝源液水解物包覆处理的Fe-Si-Al粉末表面形貌进行了表征,借助傅里叶红外光谱仪对包覆层成分进行分析。结果表明随着氧化铝含量增加,由包覆层引起的结构退磁场逐渐增大,软磁粉芯的有效磁导率减小,抗磁饱和性能改善;成型压强主要通过影响粉芯内部的气隙率和包覆层的质量来影响粉芯磁性能,压强越大,气隙率越小,有效磁导率越大,但压强过大会破坏粉末表面包覆层,恶化磁性能。经测定氧化铝含量为2.0 wt%、成型压强为1 860 MPa时获得的软磁粉芯的有效磁导率约为60;外加直流磁场强为8 000 A/m时,粉芯的有效磁导率百分比(%μ_e)高达63.84%;200 kHz/50 mT条件下磁损耗为235.7 mW/cm~3。

关键词:Fe-Si-Al软磁粉芯;;高频;;绝缘包覆;;磁损耗;;抗磁饱和性能

基金资助:国家电网公司总部科技资助项目(5500-202118252A-0-0-00)