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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#纳米晶合金高频饱和特性的微磁学模拟1121*邹亮，伍珈乐，赵彤，张黎（1.山东大学电气工程学院，济南250061；52.山东省特高压输变电技术与装备重点实验室，济南250061）摘要：目前纳米晶合金凭借其优异的综合软磁性能受到越来越多的关注。本文在微磁学模拟的基础上，对该合金的高频饱和特性进行了研究。在介观层面上，从铁磁材料特有的磁矩、磁畴概念出发，分析了纳米晶合金的高频饱和机理。在宏观层面上，选取复数磁导率与磁化10速率这两个表征材料对外加
2、磁场响应程度的物理量作为研究对象，分析了频率改变对合金高频饱和特性的影响，并对结果进行了数学拟合。结果表明，纳米晶合金的动态磁化进程主要以磁矩偏转和磁畴壁位移为主导机制。随着频率的升高，表征能量存储的磁导率实部呈缓慢递减趋势，而表征能量损耗的磁导率虚部呈快速递增趋势。合金磁化速率随着频率的增加而增大，整体而言，合金磁化进程中的平均磁化速率及最大磁化速率随频率的增大均呈线性增15加趋势。研究结果为纳米晶合金在电磁装备中的应用提供了一定参考。关键词：电气工程；纳米晶合金；高频饱和；微磁学模拟中图分类号：TM2
3、7MicromagneticSimulationofHigh-FrequencySaturation20PropertiesforNanocrystallineAlloy1121ZOULiang,WUJiale,ZHAOTong,ZHANGLi(1.SchoolofElectricalEngineering,ShandongUniversity,Jinan250061;2.ShandongProvincialKeyLabofUHVTransmissionTechnologyandEquipment,Jin
4、an250061)Abstract:Nanocrystallinealloyshavebeenintensivelyinvestagedfortheirexcellentsoftmagnetic25properties.Inthispaper,thehigh-frequencysaturationpropertiesofthealloyswerestudiedonthebasisofmicromagneticsimulation.Onmesoscopiclevel,thesaturationmechani
5、smfornanocrystallinealloywasanalyzedfrommagneticmomentanddomainwallperspective.Onthemacrolevel,twophysicalquantitiesincludingcomplexpermeabilityandmagnetizationratewereemployedforresearch.Theeffectsoffrequencyontheabovetwoparameterswerestudiedandthesimula
6、tionswerefitted.The30resultssuggestthatwiththeincreasingoffrequency,forcomplexpermeabilityofthealloy,therealpartwhichindicatesenergystoragedecreasesslowly,whiletheimaginarypartwhichindicatesenergyconsumptionincreasesrapidly.Inaddition,thehigherthefrequenc
7、yis,thelargeristhemagnetizationrate.Takentogether,bothaverageandmaximalmagnetizationrateincreaselinearlywiththeincreasingfrequency.Thesimulationprovidessomereferenceforfutureapplicationofnanocrystallinealloyin35electromagneticequipment.Keywords:electrical
8、engineering;nanocrystallinealloy;high-frequencysaturation;micromagneticsimulation0引言40随着现代铁磁技术的发展及电子设备小型化的趋势，纳米晶软磁合金凭借其高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率和低高频损耗等优异磁性能受到越来越多的关注。该合金可作为一种理想的铁芯材料，应用于高频电力电子变压器、高频开关电源、电磁兼容器件及高精[1,2]度电流互感器
