铁硅磁粉芯的制备及其性能研究

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1、分类号学号M201271940学校代码10487密级硕士学位论文铁硅磁粉芯的制备及其性能研究学位申请人：徐小军学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：王鲜副教授答辩日期：2015.5.18AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringPreparationandmagneticpropertiesofFe-SialloypowdercoresCandidate:XuXiaojunMajor:MicroelectronicsandSolidStateE

2、lectronicsSupervisor:Assoc.Prof.WangXianHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使

3、用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要Fe-6.5%Si合金磁粉芯由于具有高的饱和磁感应强度、优异的直流叠加特性和相对较低的成本，被广泛的应用于高频电路。本文结合铁硅磁粉芯产品应用的性能指标需求和企业规模生产工艺特点，考察了形貌

4、、粒度配比、绝缘包覆、压制成型以及热处理工艺对磁粉芯有效磁导率、直流叠加性能和单位体积功耗的影响，并利用典型有效磁导率金属磁粉芯进行了单端正激电路扼流圈的应用设计研究，取得的主要研究结果如下：相对于机械破碎法制备的铁硅合金粉末，气雾化Fe-6.5%Si粉末具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力等优点，相同制备工艺条件下制备的磁芯具有更低的损耗和更好的直流叠加特性。合金粉末的颗粒尺寸减小，磁粉芯样品的有效磁导率相应地降低、品质因数明显增大，其直流叠加性能也相应地得到改善。设计的改性硅溶胶包覆工艺能有效改善合金粉末的表面包覆效果；且包覆液用量增加，磁粉芯样品的有效磁导率相应地降低、直流叠

5、加性能提高，但损耗表现出先减小再增大的趋势；当包覆液用量为1.0wt%时，样品的恒定磁导率为78，50kHz、500Gs条件下的3功耗为189mW/cm，直流叠加场为100Oe时磁导率百分比为55%。成型压力在1287Mpa~1931Mpa范围内与铁硅磁粉芯的密度成正比，增大成型压力可以提高铁硅磁粉芯的有效磁导率，同时降低磁芯的损耗。在氮气气氛、420℃~540℃热处理条件下，有效磁导率随温度升高先增大后减小，在500℃时具有相对较高的有效磁导率并表现出良好的频率恒定特性，同时直流叠加性能、Q值与磁芯损耗也表现最佳。利用多次包覆工艺可在合金粉末表面形成复合结构包覆层，使铁硅磁粉芯的

6、性3能得到进一步优化，即磁芯的有效磁导率为57，损耗为186.44mW/mm，直流叠加场为10Gs时磁导率百分比为73.57%。应用设计方面，获得了单端正激电路扼流圈的金属磁粉芯规格、绕线参数等。关键词：Fe-6.5%Si磁粉芯；有效磁导率；直流叠加性能；功耗I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTFe-6.5%Sialloypowdercoreshavebeenwidelyusedinhigh-frequencycircuitsowingtotheirhighsaturationmagneticfluxdensity,excellentDC-Biascharacteristic

7、sandrelativelylowcost.Inthispaper,theeffectsofparticlesize,surfaceinsulationofpowder,density,heattreatmentonthemagneticperformances,i.e.effectivemagneticpermeability,DC-biascharacteristicandcoreloss,havebeeninvestigated.Furthermore,acho