大学论文
摘 要
本课题将Fe50Ni磁粉末和绝缘介质混合制成绝缘包覆磁粉，用模压法制备磁粉芯，并通过热处理消除其残存内应力。使用BT1000测试绝缘包覆磁粉的松装密度和振实密度，采用B-H测试仪和LCR测试仪测试磁粉芯的磁导率、损耗、电流叠加特性、阻抗。研究发现，热处理有利于释放残余内应力，热处理温度为570℃保温6h时磁粉芯有最大磁导率：72.38H/m、电感—直流叠加性能和感应系数—直流叠加性能最佳，热处理温度为570℃保温6.5h时磁粉芯有最小损耗 7.44 w/kg和51.64 w/m3，热处理温度为555℃保温5h时磁粉芯有最小阻抗：0.79Ω。通过实际测量发现热处理炉内温度分布不均匀，需强制对流保证炉内温度均匀。
关键词 ： Fe-50Ni，热处理，磁导，率损耗，电流叠加，性能。
Abstract
Fe50Ni magnetic powder and insulated material are made into insulatedand coated powderby mixing in this task, the task products cores by molding and tests the apparent density and tapdensity by the BT-1000, it tests the permeability, loss, superposition characteristic and theimpedance of insulated and coated powder by the B-H monitors and the LCR monitors. Thestudy found that heat treatment is good for the release of residual stress. When the heattreatment temperature of 570℃and the time of 6h, the magnetic cores have the maximalpermeability:72.38H/m, the best DC inductance - superposition characteristics and the bestinductance - DC superposition characteristics. When the heat treatment temperature of 570℃and the time of 6.5h, the magnetic cores have the minimal loss: 7.44w/kg and 51.64w/m3. Whenthe heat treatment temperature of 555℃and the time of 5.5h, the magnetic cores have minimalloss:0.79. Actual measurements show that the distribution of temperature in furnace for heattreatment is not uniform, therefore, forced convection is necessary to ensure uniform temperaturein the furnace.
Keywords : Fe50Ni; heattreatment; permeability; loss; DC superposition characteristic。
1、绪论
1.1、软磁材料概述。
软磁材料指低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化，也易于退磁。软磁材料具有四“高”四“低”的几个基本特点：四“高”是指高的磁导率，高饱和磁通密度，高电阻率，高频率稳定性；四“低”是指低矫顽力，低损耗，低磁滞伸缩率，低磁晶各向异性[1]。目前由各种软磁材料加工制作的电子元件已经被广泛使用在电工设备和电子设备中，这类电子元件正逐步向高频化、小型化、薄膜化等方向发展。
软磁材料在十九世纪末在工业中就得到广泛应用，此时低碳钢开始应用于电动机和变压器。二十世纪初，硅钢片由于能提高变压器的效率并具有更低的损耗被用来代替低碳钢，而且由于电话技术的发展，高磁导率的铁镍系软磁材料得到发展。二十世纪三、四十年代，多元坡莫合金、铁硅铝粉末高磁导率合金、单曲向硅钢相继问世。二十世纪六十年代，高矩形回线合金、高磁导率合金、磁性薄膜、软磁铁氧体、双取向硅钢、高磁感应强度增量和扁斜回线合金得到开发。进入二十世纪七十年代后，软磁材料向高效率、高稳定性、高可靠性、低成本方向发展，非晶软磁材料开始出现。
1.2、磁粉芯概述。
磁粉芯是由具有铁磁性的粉体颗粒与绝缘添加物混合压制而成的一种软磁材料[1]。由于在铁磁性粉末颗粒的表面包覆着一层绝缘介质膜，磁粉芯的电阻率高，因而涡流损耗很低[9]。磁粉芯具有如下特点[2]：
（1）具有高的饱和磁通密度（磁感应强度），磁粉芯的饱和磁感应强度通常在0.75～1.6T。
（2）磁性能稳定性好。磁粉芯具有良好的频率、温度和时间稳定性。由于颗粒尺寸比较小，基本上不会发生集肤效应，磁导率随频率变化比较稳定。
（3）具有较高的起始磁导率。其中铁镍钼类磁粉芯初始磁导率(μi )可高达550H/m左右。
（4）磁粉芯具有独特的结构，磁力线被封闭在材料内部，无电磁信号露，具有很好的电磁兼容特性。
（5）磁粉芯可被制成各种形状的器件。
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1.3、磁粉芯的分类
1.3.1、纯铁软磁粉芯
1.3.2、坡莫合金磁粉芯
1.3.3、铁镍合金磁粉芯
1.3.4、铁硅及铁硅率合金磁粉芯
1.3.5、羧基铁粉芯
1.3.6、非晶及纳米晶软磁粉芯
1.4、课题研究背景和意义
2、实验内容
2.1、实验材料及设备选择
2.1.1、实验材料选择
2.1.2、实验设备选择
2.2、实验工艺流程
2.2.1、实验工艺流程图
2.2.2、磁粉芯造粒
2.2.3、磁粉芯压制
2.2.4、磁粉芯热处理.
2.2.5、磁粉芯修研
2.3、磁粉密度测试
2.4、磁粉芯磁性能测试
2.4.1、磁粉芯磁导率测试
2.4.2、磁粉芯损耗测试
2.4.3、 磁粉芯的直流叠加性能测试
2.4.4、磁粉芯阻抗测试
3、结果和讨论
3.1、热处理对磁导率ta的影响
3.1.1、热处理温度对磁导率m的影响
3.1.2、热处理保温时间对磁导率μ&的影响
3.2、热处理对损耗的影响
3.2.1、热处理温度对损耗的影响
3.2.2、热处理保温时间对损耗的影响
3.3、热处理对直流叠加特性的影响
3.4、热处理对阻抗的影响
3.4.1、热处理温度对磁粉芯阻抗的影响
3.4.2、热处理保温时间对磁粉芯阻抗的影响
结 论
本课题主要研究了EER系列铁芯热处理工艺优化，获得了以下结论：
（1）通过实验结果分析，磁导率随温度和保温时间增加而增大，当热处理温度为570℃，保温时间为6h，磁粉芯有最大磁导率：72.38H/m。
（2）通过实验结果分析，磁粉芯损耗随温度和保温时间增加而减小，热处理温度为570℃，保温时间为6.5h，磁粉芯有最小Pcm：7.44W/kg和Pcv：51.65W/m3。
(3)通过实验结果分析，磁粉芯电感直流叠加性能和感应系数直流叠加性能随温度升高而变好，热处理温度为570℃，保温时间为6.5h，磁粉芯具有最好的电感直流叠加性能和感应系数直流叠加性能。
（4）过实验结果分析，磁粉芯阻抗随温度和保温时间增加而增大，热处理温度为555℃，保温时间为5h，磁粉芯有最小阻抗：0.79Ω。
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