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Fe-6.5wt%Si/纳米Fe3O4复合磁粉芯的组织结构及磁性能研究*

2021-11-13杨天生卢克超郑志刚

功能材料 2021年10期

杨天生,卢克超,王 健,郑志刚,刘 辛

(1. 华南理工大学 材料科学与工程学院,广州 510650;2. 广东省科学院新材料研究所 广东省金属强韧化技术与应用重点实验室,广州 510650;3. 国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心,广州 510650)

0 引 言

软磁复合材料(soft magnetic composites,SMCs)或金属磁粉芯,是由软磁合金颗粒及绝缘包覆介质组成的多相异质结构块体材料,兼具软磁合金和铁氧体优点,被广泛用于电子信息、能源、通讯、汽车、智能制造、智能家居等领域,是国民经济和国防建设关键基础材料[1]。近年来,磁性元器件趋向小型化、大功率、高频化、低损耗,进而对磁粉芯的电阻率、饱和磁感应强度(Bs)、磁导率和功率损耗等电磁性能提出更高要求[2]。

目前,国内外研究人员对磁粉芯的绝缘包覆进行了大量研究,开发出无机(SiO2、Al2O3、铁氧体等)、有机(环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂等)或无机/有机复合等一系列绝缘介质[3]。然而,多数有机或无机包覆层均为非磁性物质,在一定程度上对磁粉芯产生了磁稀释作用,并形成局部强退磁场,且低密度包覆层还会显著降低成型后的磁粉芯密度,最终导致磁粉芯饱和磁化强度和磁导率恶化。近年来,具有独特性能的磁性纳米颗粒被引入到磁粉芯体系[4-8]:一方面,利用磁性纳米颗粒填充微米颗粒间孔隙,以提高磁粉芯的密度;另一方面,磁性纳米颗粒的添加能够削弱非磁性绝缘包覆层所造成的磁稀释效应,通过与微米颗粒的相互作用维持磁通的连续性,从而提高磁粉芯的磁导率。……

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