铁基软磁复合材料制备及其包覆层热稳定性的研究
铁基软磁复合材料就是以高纯度的铁粉粒子为原料,通过合适的包覆方法,在铁粉颗粒表面包裹一层介质层,要求这层介质层具有良好的绝缘性能,然后通过粉末冶金技术,压制复合粉末成所需形状样品,并在经受高温热处理工程后表现出优良热稳定性能的磁性材料。由于软磁粉末这种各向同性的特点,由其制备的电机机芯部件可以在高频应用时大大减少涡流耗能,但是由于铁粉粒子表面包覆的绝缘层的热稳定性能较差,这严重影响了软磁复合材料的应用。<br>  本论文通过水热合成方法研究了两种类型的包覆膜材料,应用不同的表征技术对其进行表征。分别用湿法蒸发包覆和...
铁基软磁复合材料就是以高纯度的铁粉粒子为原料,通过合适的包覆方法,在铁粉颗粒表面包裹一层介质层,要求这层介质层具有良好的绝缘性能,然后通过粉末冶金技术,压制复合粉末成所需形状样品,并在经受高温热处理工程后表现出优良热稳定性能的磁性材料。由于软磁粉末这种各向同性的特点,由其制备的电机机芯部件可以在高频应用时大大减少涡流耗能,但是由于铁粉粒子表面包覆的绝缘层的热稳定性能较差,这严重影响了软磁复合材料的应用。
  本论文通过水热合成方法研究了两种类型的包覆膜材料,应用不同的表征技术对其进行表征。分别用湿法蒸发包覆和干法研磨包覆两种方法对铁粉粒子进行包覆,然后在预定的900MPa压强下将粉末复合材料压制成片型,最后在700℃和900℃两个温度下对其进行高温热处理工艺,记录并比较了热处理前后样品的密度与电阻率。
  研究结果表明,制备的Si-Al-B-K型包覆层材料胶体颗粒达到了纳米级,包覆铁粉粒子后显示出优良的电绝缘性能,电阻率达到了1100×10-4Ω?cm左右,通过红外光谱分析胶体颗粒内部生成了大量的Si-O-Al键,当经过700℃和900℃的热处理之后,材料样品的电阻率下降很快,只有8×10-4Ω?cm,通过差热分析和X射线衍射知道材料内部发生了结构重组和重结晶的过程。
  另外一种是Si-B-K型绝缘层材料,发现加入其中的KOH的含量会影响包覆层材料的熔融温度,虽然此种类型包覆膜材料热稳定性能较差,但高温熔融时包覆膜材料可以包裹住铁粒子,由于熔融时材料的粘度比较小,造成包覆层材料的流失,所以高温热处理过后材料的电阻率明显下降。同时,用经过700℃热处理过后的包覆膜再次包覆铁粉后,复合材料的电阻率得到显著的提高,此时的电阻率提升到了50×10-4Ω?cm,对应的样品密度为7.26g?cm-3,这是包覆膜包覆铁粒子很重要的改进。
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作者: 刘东山
学科专业: 材料学
授予学位: 硕士
学位授予单位: 哈尔滨工业大学
导师姓名: Andrew Baker
学位年度: 2013
语 种: chi
分类号: TM272 TM201.42
在线出版日期: 2015年8月17日