二次酸化表面改性制备高体积电阻率FeSiCr合金磁粉芯
2021-05-07程丹妮李开沥余红雅刘仲武
材料科学与工程学报 2021年2期
程丹妮,李开沥,余红雅,刘仲武
(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州 510641)
1 前 言
Fe-Si系合金磁粉芯以其高磁导率、低矫顽力和高磁稳定性等特性被广泛用作大功率、小型化的高频电子器件的核心组件[1]。Fe-Si系合金中添加一定含量的Cr元素,可增强Fe-Si系合金的耐腐性,提升以FeSiCr合金为原料制备的电子器件的环境可靠性。目前业界一般使用气雾化或水雾化法将FeSiCr合金制备成磁粉颗粒[2],再将磁粉颗粒与粘结剂混合,采用粉末冶金的方式压制成金属磁粉芯或一体成型电感等电子元器件。
FeSiCr合金粉末具有高硬度、高脆性。由FeSiCr合金粉末压制成型的电感内部存在大量随机分布的空隙,在高压电路应用时易被击穿。研究人员通过磷化[3-4]、表面氮化[5]、表面氧化[6]、有机包覆等方式对FeSiCr合金粉末进行表面改性和绝缘包覆,增加绝缘层的厚度、粘附性、热稳定和压制成型性,提升电感器件的电阻率[7]。以上研究均基于磁粉的核壳结构,设计FeSiCr合金粉末绝缘包覆方式。日本学者Kanako Sugimura以磷化后的Fe 基非晶粉末为研究对象,HCl水溶液为二次酸化表面改性剂,在Fe基非晶粉末的次内层——氧化绝缘层表面,再生成一层致密的SiO2绝缘层,形成三核壳结构,磁粉颗粒电阻率得到增加[8]。本研究以FeSiCr晶化合金粉末为研究对象,HCl乙醇溶液为二次酸化剂,研究二次酸化液的浓度对FeSiCr合金粉体和合金粉芯电磁性能的影响。通过二次酸化法对FeSiCr合金粉末进行表面改性,增加合金磁粉芯的体积电阻率,减小其高频损耗因子,拓宽Fe基合金粉芯的应用频率范围。……
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