鐵粉芯&鐵硅鋁

1、鐵基鐵基磁粉芯磁粉芯 鐵粉芯鐵粉芯&鐵硅鋁鐵硅鋁 n一一.簡介簡介 n二二.鐵鐵粉粉芯芯 n三三.鐵鐵硅硅鋁粉芯鋁粉芯 一一.簡介簡介 n磁粉芯是由磁性材料粉末與絕緣介質混合磁粉芯是由磁性材料粉末與絕緣介質混合 壓制而成的一種軟磁材料。它們有比工作壓制而成的一種軟磁材料。它們有比工作 在同頻段的鐵氧體高得多的飽和磁通密度、在同頻段的鐵氧體高得多的飽和磁通密度、 直流疊加特性好、磁致伸縮系數接近于零、直流疊加特性好、磁致伸縮系數接近于零、 工作時無噪聲、頻率穩(wěn)定性好、性價比高工作時無噪聲、頻率穩(wěn)定性好、性價比高 等優(yōu)點。其電阻率要比合金大得多，因此等優(yōu)點。其電阻率要比合金大得多，因此 渦流損耗小

2、，可在較高的頻率下使用。其渦流損耗小，可在較高的頻率下使用。其 飽和磁化強度較高，所以可用于較高的功飽和磁化強度較高，所以可用于較高的功 率下。這些特性使磁粉芯在高頻電子變壓率下。這些特性使磁粉芯在高頻電子變壓 器等電子元件中有著廣泛應用。器等電子元件中有著廣泛應用。 n磁粉芯根據含磁性材料粉末的不同大致分磁粉芯根據含磁性材料粉末的不同大致分 為以下幾類：鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、高磁為以下幾類：鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、高磁 通密度粉芯、坡莫合金粉芯和鐵氧體粉芯。通密度粉芯、坡莫合金粉芯和鐵氧體粉芯。 鐵氧體磁粉芯雖然可用于高頻范圍，但其鐵氧體磁粉芯雖然可用于高頻范圍，但其 低的飽和磁感應強度也限制了其

3、應用場合；低的飽和磁感應強度也限制了其應用場合； 高磁通密度粉芯高磁通密度粉芯(fe-ni粉芯粉芯)和坡莫合金粉和坡莫合金粉 芯芯(mpp)雖然具有高飽和磁感應強度、直流雖然具有高飽和磁感應強度、直流 疊加特性及溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但成本疊加特性及溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但成本 高，只用于航空航天等特殊場合。高，只用于航空航天等特殊場合。 n鐵粉芯價格低廉，飽和磁感應強度值在鐵粉芯價格低廉，飽和磁感應強度值在 1.4t左右；初始磁導率左右；初始磁導率i隨頻率的變化穩(wěn)隨頻率的變化穩(wěn) 定性好；直流電流疊加性能好；應用非常定性好；直流電流疊加性能好；應用非常 廣泛。鐵硅鋁的磁致伸縮系數接近零，在廣泛。鐵

4、硅鋁的磁致伸縮系數接近零，在 不同的頻率下工作時無噪聲產生；比不同的頻率下工作時無噪聲產生；比mpp 有更高的有更高的dc 偏壓能力；具有最佳的性能價偏壓能力；具有最佳的性能價 格比。格比。 二二. 鐵粉芯鐵粉芯 n 鐵粉芯是以高純鐵粉或羰基鐵粉經絕緣、鐵粉芯是以高純鐵粉或羰基鐵粉經絕緣、 成型、涂覆后制成的磁芯。各種鐵粉芯的成型、涂覆后制成的磁芯。各種鐵粉芯的 飽和磁感強度飽和磁感強度bs值高達值高達500-1300mt，磁，磁 導率范圍從導率范圍從22100；能在高的磁化場下不；能在高的磁化場下不 被飽和，具有良好的交、直流疊加穩(wěn)定性；被飽和，具有良好的交、直流疊加穩(wěn)定性； 初始磁導率初始

5、磁導率i隨頻率的變化穩(wěn)定性好；價格隨頻率的變化穩(wěn)定性好；價格 在各種金屬軟磁粉芯中是最低的。但高頻在各種金屬軟磁粉芯中是最低的。但高頻 下損耗高。下損耗高。 材質說明材質說明(micrometals)： -2材質：材質：是一種低導磁率材料，它比其他沒有附加空隙損耗是一種低導磁率材料，它比其他沒有附加空隙損耗 的材料更能降低操作時的交流通量密度。的材料更能降低操作時的交流通量密度。 -8材質：材質：這種材料在高偏流下損耗低，且線性良好，是良好這種材料在高偏流下損耗低，且線性良好，是良好 的高頻材料。此種材料在鐵粉芯中價格是最貴的。真正的的高頻材料。此種材料在鐵粉芯中價格是最貴的。真正的 -8材質

6、型鐵粉芯是用材質型鐵粉芯是用羰基鐵粉羰基鐵粉生產的，較一般材質價高達生產的，較一般材質價高達 10倍以上。倍以上。 -18材質：材質：這種材料跟這種材料跟-8材質一樣損耗較低，但導磁率較高，材質一樣損耗較低，但導磁率較高， 且有良好的直流飽和特性，價格較低。且有良好的直流飽和特性，價格較低。 -26材質：材質：最為通用的材料，是一種使用成本效益高的材料。最為通用的材料，是一種使用成本效益高的材料。 適于功率轉換和線路濾波等各種用途，目前使用最為廣泛。適于功率轉換和線路濾波等各種用途，目前使用最為廣泛。 -28/-30材質：材質：這種材料導磁率較低，具有良好的線性度這種材料導磁率較低，具有良好的

7、線性度 ， 價格低廉，使用廣泛，特別是廣泛使用于大尺寸的大功率價格低廉，使用廣泛，特別是廣泛使用于大尺寸的大功率 ups抗流器。抗流器。 -33/-34/-35材質：材質：此種材料具有此種材料具有-8材質類似的優(yōu)良特性，且材質類似的優(yōu)良特性，且 高直流偏場下線性良好，是高直流偏場下線性良好，是-8材質的良好代用品。適合高材質的良好代用品。適合高 頻下磁芯損耗可允許較頻下磁芯損耗可允許較-8材質大一些的情況下使用，其價材質大一些的情況下使用，其價 格比格比-8材質大大降低。材質大大降低。 -38材質：材質：是一種高磁導率，可替代材料是一種高磁導率，可替代材料-26的低成本選擇，的低成本選擇， 最

8、適合線性頻率的應用最適合線性頻率的應用 -40材質：材質：其特性及通用性類似于其特性及通用性類似于-26材質。在使用較大尺寸材質。在使用較大尺寸 磁芯的情況下，其價格比磁芯的情況下，其價格比-26材質便宜。材質便宜。 -45材質：材質：一種磁導率最高的材料，可替代材料一種磁導率最高的材料，可替代材料-52，但磁芯，但磁芯 損耗較高損耗較高 -52材質：材質：這種材料具有與這種材料具有與-26材質一樣的磁導率，然而在高材質一樣的磁導率，然而在高 頻下損耗比頻下損耗比-26材質低，在新型的高頻抗流器上得到廣泛材質低，在新型的高頻抗流器上得到廣泛 使用。使用。 -2/93材質：材質：是一種可替代材料

9、是一種可替代材料-2但不昂貴的選擇，適應于高但不昂貴的選擇，適應于高 頻率時磁芯損耗不重要的情況。高偏流時線性良好。頻率時磁芯損耗不重要的情況。高偏流時線性良好。 -8/93材質：材質：是一種克替代材料是一種克替代材料-8，但不昂貴的選擇，磁芯損，但不昂貴的選擇，磁芯損 耗接近耗接近-8，高偏流時線性良好。，高偏流時線性良好。 羰基鐵粉羰基鐵粉 n羰基鐵粉是通過co與鐵在高溫高壓下反應 ，生成5羰基鐵油狀物，經低壓分離后得到 產品。經退火防氧化處理即可得到。當溫 度為200，200bar的條件下羰基合成反應 式如下 fe+5cofe(co)5 n羰基鐵在羰基鐵在300，1bar的條件下分解為的

10、條件下分解為fe和和co fe(co)5 fe+5co 在分解過程中，因為在分解過程中，因為fe 有催化有催化co與與co2 反應的反應的 作用，通常采用通作用，通常采用通nh3 作為保護氣體來抑制該反作為保護氣體來抑制該反 應。這樣一來羰基鐵粉中就不可避免的會有應。這樣一來羰基鐵粉中就不可避免的會有n元元 素的存在。從旋風收集器中收集到的產品一般鐵素的存在。從旋風收集器中收集到的產品一般鐵 含量約在含量約在97%左右，其中左右，其中c和和n的含量均小于的含量均小于1% 。由于有。由于有fe2o3，fe3n 等雜質的存在，同時，鐵等雜質的存在，同時，鐵 粉表明也會對粉表明也會對co和和nh3氣

11、體有一定的吸附，這些氣體有一定的吸附，這些 因素造成鐵粉硬度比較大，通常被稱之為硬粉。因素造成鐵粉硬度比較大，通常被稱之為硬粉。 n將鐵粉用將鐵粉用h2氣體還原氣體還原1小時，鐵含量將提高到小時，鐵含量將提高到 99.0%左右，同時其他元素的含量也將明顯降低左右，同時其他元素的含量也將明顯降低 。這種還原過的羰基鐵粉，硬度稍低，也被稱之。這種還原過的羰基鐵粉，硬度稍低，也被稱之 為軟粉。羰基鐵粉活性很大，正常情況放置一段為軟粉。羰基鐵粉活性很大，正常情況放置一段 時間后，因為熵的增加，會發(fā)生自動團聚。發(fā)生時間后，因為熵的增加，會發(fā)生自動團聚。發(fā)生 團聚的鐵粉顆粒度增加，顆粒粘粘，對于注射成團聚

12、的鐵粉顆粒度增加，顆粒粘粘，對于注射成 型應用有比較大的影響。目前市場上質量最好的型應用有比較大的影響。目前市場上質量最好的 羰基鐵粉為德國羰基鐵粉為德國basf公司生產。公司生產。 還原鐵粉還原鐵粉 n由鐵的氧化物在高溫下經h2或co還原制得 ，其中應用于軟磁材料的還原鐵粉牌號為 fhy100.27。 萊鋼集團還原鐵粉化學成分萊鋼集團還原鐵粉化學成分(wt%) 德國德國basf羰基鐵粉末性能羰基鐵粉末性能 國外最近開發(fā)的一些高性能鐵粉芯的典型性能國外最近開發(fā)的一些高性能鐵粉芯的典型性能 n高性能鐵粉芯材料的原料用的不是合金磁粉而是高性能鐵粉芯材料的原料用的不是合金磁粉而是 包覆了絕緣層的純鐵

13、粉，并且成型是使用的粘結包覆了絕緣層的純鐵粉，并且成型是使用的粘結 劑非常少，所以磁通密度高，工作頻率不是在高劑非常少，所以磁通密度高，工作頻率不是在高 頻段而是在一般的幾百赫茲，即頻段而是在一般的幾百赫茲，即5khz的中低頻的中低頻 段。段。 n鐵粉芯一般適用于鐵粉芯一般適用于-65125 的溫度范圍的溫度范圍，當，當 磁芯處于較高的溫度環(huán)境中，會使電感品質因數磁芯處于較高的溫度環(huán)境中，會使電感品質因數 （q）永久性的降低，這是由于其在制造過程中）永久性的降低，這是由于其在制造過程中 使用了有機粘結劑，如環(huán)氧樹脂等；當使用溫度使用了有機粘結劑，如環(huán)氧樹脂等；當使用溫度 超過超過150 時，其

14、材料內部的樹脂會惡化，使磁時，其材料內部的樹脂會惡化，使磁 芯的損耗增大，降低鐵粉芯的使用使用壽命。這芯的損耗增大，降低鐵粉芯的使用使用壽命。這 種特性的偏離程度取決于時間、溫度、磁芯大小種特性的偏離程度取決于時間、溫度、磁芯大小 、頻率和磁通密度等。、頻率和磁通密度等。 鐵粉芯的制備工藝鐵粉芯的制備工藝 n粉末退火粉末退火粉末篩分粉末篩分絕緣包覆絕緣包覆 壓制成型壓制成型熱處理熱處理 n(1)粉末退火粉末退火 n由于雜質大多以氧化物形態(tài)存在，而金屬由于雜質大多以氧化物形態(tài)存在，而金屬 氧化物粉末是硬而脆的，而且存在于金屬氧化物粉末是硬而脆的，而且存在于金屬 粉末的表面，壓制時使得粉末的壓制阻

15、力粉末的表面，壓制時使得粉末的壓制阻力 增加，壓制性能變壞。粉末的預先退火可增加，壓制性能變壞。粉末的預先退火可 以降低碳，氧和其他雜質的含量，提高粉以降低碳，氧和其他雜質的含量，提高粉 末的純度。如將粉末在末的純度。如將粉末在1000下熱處理下熱處理1h， 并通入并通入h2作為保護氣體。作為保護氣體。 n(2)粉末篩分粉末篩分 n篩分的目的在于把顆粒大小不同的原始粉篩分的目的在于把顆粒大小不同的原始粉 末進行分級。如采用末進行分級。如采用100目，目，150目，目，250 目，目，325目的標準分樣篩篩分所需的不同粒目的標準分樣篩篩分所需的不同粒 度粉體。度粉體。 n(3)絕緣包覆絕緣包覆

16、n絕緣處理是制造磁粉芯的關鍵，其目的就絕緣處理是制造磁粉芯的關鍵，其目的就 是用絕緣劑將合金粉末包覆起來，以阻隔是用絕緣劑將合金粉末包覆起來，以阻隔 粉芯之間的渦流，從而降低粉芯的渦流損粉芯之間的渦流，從而降低粉芯的渦流損 耗。耗。 n如采用鉻酸或磷酸為鈍化劑，云母為絕緣如采用鉻酸或磷酸為鈍化劑，云母為絕緣 劑，硅酮樹脂和水玻璃為粘結劑，正硅酸劑，硅酮樹脂和水玻璃為粘結劑，正硅酸 乙醋為耦聯劑，硬脂酸鋅為潤滑劑，絕緣乙醋為耦聯劑，硬脂酸鋅為潤滑劑，絕緣 粘結劑總量粘結劑總量1.5wt%6wt%。 n(4)壓制成型壓制成型 n將粉末裝入自制模具后用液壓機冷壓制備將粉末裝入自制模具后用液壓機冷壓制

17、備 環(huán)形樣品，樣品高度和密度隨壓制壓力不環(huán)形樣品，樣品高度和密度隨壓制壓力不 同而變化。同而變化。 n(5)熱處理熱處理 n將磁粉芯樣在將磁粉芯樣在600氮氣氛中熱處理氮氣氛中熱處理1h，爐，爐 冷至室溫后取出，目的是消除粉末在粉碎冷至室溫后取出，目的是消除粉末在粉碎 和壓制成型時的內應力，從而改善磁粉芯和壓制成型時的內應力，從而改善磁粉芯 的電磁特性；另一個目的是提高磁粉芯的的電磁特性；另一個目的是提高磁粉芯的 機械強度。機械強度。 應用舉例應用舉例 n下表中所列舉的材料系北京七星飛行電子有 限公司的牌號(1p:-26,3p:-52,4p:-33,t:-4) n1）鐵粉芯（）鐵粉芯（1p）：

18、是制造差模濾波器和無源）：是制造差模濾波器和無源 pfc電感最廉價實用的材料。電感最廉價實用的材料。 n2）鐵粉芯（）鐵粉芯（3p、4p）：是制造功率扼流圈廉價）：是制造功率扼流圈廉價 實用的材料，但一般情況下應用于對空間要求不實用的材料，但一般情況下應用于對空間要求不 高的場合。如多數中低頻（一般小于高的場合。如多數中低頻（一般小于50khz） ups電源中大多采用電源中大多采用4p材料作為輸出扼流圈。特材料作為輸出扼流圈。特 別提醒應用頻率不應超過別提醒應用頻率不應超過100khz。很多情況下采。很多情況下采 用用3p材料制造差模濾波器或無源材料制造差模濾波器或無源pfc電感是基于電感是基

19、于 應用噪聲問題。應用噪聲問題。 n一是鐵粉芯材料由于磁致伸縮的原因，有時不可一是鐵粉芯材料由于磁致伸縮的原因，有時不可 避免會造成噪聲，一般避免會造成噪聲，一般1p材料最甚，材料最甚，3p、4p材材 料次之（不同品牌的鐵粉芯材料磁致伸縮因子差料次之（不同品牌的鐵粉芯材料磁致伸縮因子差 異比較大），而其它類型的金屬磁粉芯材料磁致異比較大），而其它類型的金屬磁粉芯材料磁致 伸縮因子幾乎為零，不存在應用噪聲問題。二是伸縮因子幾乎為零，不存在應用噪聲問題。二是 鐵粉芯材料本身有熱衰退問題，即長期在高溫下鐵粉芯材料本身有熱衰退問題，即長期在高溫下 （一般指（一般指100以上）使用會造成損耗永久增大以上

20、）使用會造成損耗永久增大 ，影響鐵粉芯材料使用壽命。，影響鐵粉芯材料使用壽命。 n3） 羰基鐵粉芯（羰基鐵粉芯（t）：由于采用超細鐵粉制作，）：由于采用超細鐵粉制作， 這種材料具有相對較小的渦流損耗，特別適宜于這種材料具有相對較小的渦流損耗，特別適宜于 應用在頻率應用在頻率100khz-100mhz范圍（大家知道，磁范圍（大家知道，磁 性材料在小信號下主要表現為磁滯損耗，較大信性材料在小信號下主要表現為磁滯損耗，較大信 號即功率應用情況下超過號即功率應用情況下超過100khz時渦流損耗占主時渦流損耗占主 導地位），是制造高頻功率扼流圈（特別是高頻導地位），是制造高頻功率扼流圈（特別是高頻 諧振

21、電感）、諧振電感）、rf調諧電感芯體理想的材料。調諧電感芯體理想的材料。 三三.鐵硅鋁粉芯鐵硅鋁粉芯 n鐵硅鋁磁粉芯的組成包含有鐵硅鋁磁粉芯的組成包含有85 鐵（鐵（fe），），9硅硅 （si），和），和6鋁合金粉（鋁合金粉（al），），國際上鐵硅鋁磁粉國際上鐵硅鋁磁粉 芯稱為芯稱為sendust磁粉芯或稱為磁粉芯或稱為koolmu磁粉芯，我國磁粉芯，我國 稱為稱為fesial磁粉芯。鐵硅鋁粉芯的飽和磁感應強度磁粉芯。鐵硅鋁粉芯的飽和磁感應強度 在在1.05t 左右，磁導率有左右，磁導率有26，60，75，90，125等等5 種，比鐵粉芯具有更強的抗直流偏磁能力。由于在種，比鐵粉芯具有更強的抗

22、直流偏磁能力。由于在 純鐵中加入了硅和鋁，使材料的磁滯伸縮系數接近純鐵中加入了硅和鋁，使材料的磁滯伸縮系數接近 零，降低了材料將電磁能轉化為機械能的能力，同零，降低了材料將電磁能轉化為機械能的能力，同 時也降低了材料的損耗，使鐵硅鋁粉芯比鐵粉芯節(jié)時也降低了材料的損耗，使鐵硅鋁粉芯比鐵粉芯節(jié) 能達能達80%。由于不含有機成分，鐵硅鋁粉芯不存在。由于不含有機成分，鐵硅鋁粉芯不存在 老化問題，工作溫度可達老化問題，工作溫度可達200。fesial磁粉芯我國磁粉芯我國 近幾年正在迅速崛起，是國內新型電子節(jié)能材料。近幾年正在迅速崛起，是國內新型電子節(jié)能材料。 n磁導率隨頻率的變化曲線磁導率隨頻率的變化曲

23、線 n磁導率隨溫度的變化曲線磁導率隨溫度的變化曲線 直流偏置曲線直流偏置曲線 n鐵粉芯與鐵硅鋁功耗對比鐵粉芯與鐵硅鋁功耗對比 鐵硅鋁與鐵氧體的對比鐵硅鋁與鐵氧體的對比 n鐵硅鋁的磁通量是間隙鐵氧體的鐵硅鋁的磁通量是間隙鐵氧體的2倍以上倍以上, 這使磁芯這使磁芯 的尺寸可縮小的尺寸可縮小35%，設計時可以把磁芯的尺寸縮小，設計時可以把磁芯的尺寸縮小 30%至至35%。鐵氧體磁性能隨溫度變化，而鐵硅鋁。鐵氧體磁性能隨溫度變化，而鐵硅鋁 保持相對穩(wěn)定。很多鐵氧體供應商或者廠家會給出保持相對穩(wěn)定。很多鐵氧體供應商或者廠家會給出 產品在產品在25到到100不同環(huán)境下材質的差異。由于不同環(huán)境下材質的差異。

24、由于 鐵硅鋁的材質及結構和間隙鐵氧體不同，隨著溫度鐵硅鋁的材質及結構和間隙鐵氧體不同，隨著溫度 改變，變化不會很大。在邊緣損耗方面，鐵硅鋁不改變，變化不會很大。在邊緣損耗方面，鐵硅鋁不 會發(fā)生邊緣損耗，而間隙鐵氧體有很大的邊緣損耗。會發(fā)生邊緣損耗，而間隙鐵氧體有很大的邊緣損耗。 鐵芯的間隙部分隨著溫度的增加損耗會增加。鐵硅鐵芯的間隙部分隨著溫度的增加損耗會增加。鐵硅 鋁也有間隙，但是這是均勻的分布式間隙，因為這鋁也有間隙，但是這是均勻的分布式間隙，因為這 個形式，在高功率的應用上會更好。個形式，在高功率的應用上會更好。 鐵硅鋁與鐵粉芯的對比鐵硅鋁與鐵粉芯的對比 n交流電流會產生高頻磁場，造成磁

25、芯損耗交流電流會產生高頻磁場，造成磁芯損耗 并導致磁芯變熱。這種情況在鐵硅鋁中會并導致磁芯變熱。這種情況在鐵硅鋁中會 減少，因此電感更有效率，溫度更低。鐵減少，因此電感更有效率，溫度更低。鐵 硅鋁的磁芯損耗低于鐵粉芯。關于接近零硅鋁的磁芯損耗低于鐵粉芯。關于接近零 的磁致伸縮問題，鐵硅鋁非常適用于消除的磁致伸縮問題，鐵硅鋁非常適用于消除 濾波電感中的音頻噪音。鐵硅鋁在制造時濾波電感中的音頻噪音。鐵硅鋁在制造時 沒有使用有機粘結劑，因此，沒有任何熱沒有使用有機粘結劑，因此，沒有任何熱 老化的問題。所有鐵硅鋁磁芯都能在老化的問題。所有鐵硅鋁磁芯都能在200 下連續(xù)操作，相對的，鐵粉芯有磁致伸下連續(xù)

26、操作，相對的，鐵粉芯有磁致伸 縮?？s。 鐵硅鋁的優(yōu)點鐵硅鋁的優(yōu)點 n鐵硅鋁合金磁粉芯原材料中不含貴金屬，成本低鐵硅鋁合金磁粉芯原材料中不含貴金屬，成本低 于含于含ni的高磁通磁粉芯和鐵鎳鉬磁粉芯。價格比的高磁通磁粉芯和鐵鎳鉬磁粉芯。價格比 鐵粉芯略貴些。鐵粉芯略貴些。 n鐵硅鋁合金磁粉芯，磁滯系數低，可制成低噪聲鐵硅鋁合金磁粉芯，磁滯系數低，可制成低噪聲 濾波器。濾波器。 n鐵硅鋁合金磁粉芯最大磁感應強度達到鐵硅鋁合金磁粉芯最大磁感應強度達到10500高高 斯。斯。 n鐵硅鋁合金磁粉芯損耗低，遠低于鐵粉芯。高頻鐵硅鋁合金磁粉芯損耗低，遠低于鐵粉芯。高頻 工作條件下，磁粉芯的溫升還遠低于鐵粉芯，

27、可工作條件下，磁粉芯的溫升還遠低于鐵粉芯，可 以和鐵鎳鉬粉芯以和鐵鎳鉬粉芯(mpp粉芯粉芯)和鐵鎳合金磁粉芯和鐵鎳合金磁粉芯(高高 磁通粉芯磁通粉芯)相比。相比。 n鐵硅鋁合金磁粉芯有很好的直流迭加特性，可在鐵硅鋁合金磁粉芯有很好的直流迭加特性，可在 大電流狀態(tài)下工作。大電流狀態(tài)下工作。 磁導率磁導率=60的鐵硅鋁磁粉芯的制造方法，的鐵硅鋁磁粉芯的制造方法， 步驟如下：步驟如下： na）取鐵硅鋁粉適量（由）取鐵硅鋁粉適量（由鐵鋁合金、鐵粉、鐵鋁合金、鐵粉、 和硅粉冶煉成和硅粉冶煉成的的含硅含硅9%, 鋁鋁6%，鐵，鐵85%的的 合金合金），高速粉碎，粒度達），高速粉碎，粒度達-100-300目

28、；目； nb）焙炒至溫度達到）焙炒至溫度達到30100攝氏度時加入攝氏度時加入 鈍化劑，加入量為鐵硅鋁粉量的鈍化劑，加入量為鐵硅鋁粉量的 0.5%5.0%，繼繼續(xù)焙炒，繼繼續(xù)焙炒 至溫度達到至溫度達到 200350攝氏度時加入硅脂和絕緣劑，硅攝氏度時加入硅脂和絕緣劑，硅 脂的加入量為鐵硅鋁粉量的脂的加入量為鐵硅鋁粉量的0.1%1.0%， 絕緣劑加入量為鐵硅鋁粉量的絕緣劑加入量為鐵硅鋁粉量的0.3%3.0%， 繼續(xù)焙炒至干燥；繼續(xù)焙炒至干燥； nc）焙炒冷卻后加入潤滑劑，加入量為粉末）焙炒冷卻后加入潤滑劑，加入量為粉末 混合物總量的混合物總量的0.1%5.0%； nd）壓制成型，壓強：）壓制成型

29、，壓強：522 ton/cm2； ne）熱處理：溫度）熱處理：溫度600900攝氏度，空氣中攝氏度，空氣中 進行進行175min，或在，或在n2中進行中進行20120min， 得目標產物。得目標產物。 n所述鐵硅鋁粉包含所述鐵硅鋁粉包含49%的的si，612%的的al 和余量的和余量的fe。 n所述鈍化劑為中強酸，稀釋所述鈍化劑為中強酸，稀釋2030倍。倍。 n所述絕緣劑為陶瓷粉。所述絕緣劑為陶瓷粉。 n所述潤滑劑為二硫化鉬、硬脂酸鋅、硬脂所述潤滑劑為二硫化鉬、硬脂酸鋅、硬脂 酸鎂中任選一種。酸鎂中任選一種。 n其中步驟其中步驟b)中加入的硅脂、絕緣劑先進行中加入的硅脂、絕緣劑先進行 超聲粉碎

30、，時間超聲粉碎，時間30-60分鐘，并采用酒精作分鐘，并采用酒精作 稀釋劑。稀釋劑。 n本發(fā)明優(yōu)點：本發(fā)明優(yōu)點： n1、采用價低的鐵硅鋁粉，大大降低了成本；、采用價低的鐵硅鋁粉，大大降低了成本； n2、采用高速粉碎法，從而使粉末形成了高、采用高速粉碎法，從而使粉末形成了高 的電感值、高的品質因素和較低的功率損的電感值、高的品質因素和較低的功率損 耗密度；耗密度； n3、制造的磁粉芯，磁導率為、制造的磁粉芯，磁導率為60，具有較低，具有較低 的鐵芯損耗和良好的直流偏磁場性能。的鐵芯損耗和良好的直流偏磁場性能。 制備工藝對鐵硅鋁性能的影響制備工藝對鐵硅鋁性能的影響 n1.粉末粒度對磁粉芯性能的影響

31、：粉末粒度對磁粉芯性能的影響：用真空感應爐用真空感應爐 熔煉成分為熔煉成分為9%si-6%al-85%fe的母合金，將母的母合金，將母 合金粗破碎后放入球磨罐中進行機械球磨，球磨合金粗破碎后放入球磨罐中進行機械球磨，球磨 后按三種粒度規(guī)格篩分，獲得實驗所需的后按三種粒度規(guī)格篩分，獲得實驗所需的 200300 目、目、300400 目、目、400500 目的粉末，目的粉末， 分別編號為分別編號為a、b、c。分別將。分別將a、b、c 三種粒三種粒 度粉末加入度粉末加入8%粘結劑壓制的磁粉芯樣品，在粘結劑壓制的磁粉芯樣品，在 600氮氣氛中熱處理氮氣氛中熱處理1h后爐冷，在頻率后爐冷，在頻率100k

32、hz 下測試性能，結果如圖下測試性能，結果如圖1和圖和圖2 所示。所示。 n2.粘結劑添加量對磁粉芯性能的影響：粘結劑添加量對磁粉芯性能的影響： n隨著粘結劑添加量的增多，磁粉芯的有效磁導率隨著粘結劑添加量的增多，磁粉芯的有效磁導率 逐漸減小，這是因為粘結劑為非磁性的絕緣材料逐漸減小，這是因為粘結劑為非磁性的絕緣材料 ，而隨著絕緣材料的增加，磁粉芯中非磁性物質，而隨著絕緣材料的增加，磁粉芯中非磁性物質 的相對含量增大，磁粉芯密度減小，導致磁粉芯的相對含量增大，磁粉芯密度減小，導致磁粉芯 的有效磁導率降低。而品質因數隨著粘結劑添加的有效磁導率降低。而品質因數隨著粘結劑添加 量的增多而增大。這是因

33、為隨著粘結劑量的增加量的增多而增大。這是因為隨著粘結劑量的增加 ，絕緣包覆磁粉的面積增大，包覆層增厚，使磁，絕緣包覆磁粉的面積增大，包覆層增厚，使磁 粉芯的電阻率增大，減小了磁粉芯的渦流損耗。粉芯的電阻率增大，減小了磁粉芯的渦流損耗。 故品質因數增高。從上可知，粘結劑添加量對磁故品質因數增高。從上可知，粘結劑添加量對磁 粉芯磁導率和品質因數的影響是相反的，應根據粉芯磁導率和品質因數的影響是相反的，應根據 實際要求綜合考慮其加入量。實際要求綜合考慮其加入量。 n3.熱處理對磁粉芯性能的影響：熱處理對磁粉芯性能的影響：將磁粉芯樣品，將磁粉芯樣品， 分別在分別在150、400、600氮氣氛中熱處理氮

34、氣氛中熱處理1h ，爐冷至室溫后取出，在頻率，爐冷至室溫后取出，在頻率100khz下測試的性下測試的性 能結果如下表所示。能結果如下表所示。 n從上表可知，將壓制成型后的磁粉芯進行熱處理從上表可知，將壓制成型后的磁粉芯進行熱處理 ，消除了磁粉芯在壓制時產生的內應力，可顯著，消除了磁粉芯在壓制時產生的內應力，可顯著 提高磁粉芯的磁導率和品質因數，降低磁粉芯的提高磁粉芯的磁導率和品質因數，降低磁粉芯的 損耗。損耗。 n4.冷卻方式對磁粉芯性能的影響：冷卻方式對磁粉芯性能的影響：選用a、 b、c 三種粒度的粉末，分別加入8%的粘 結劑制成磁粉芯樣品，在600氮氣氛中熱 處理1h 后，分別采用爐冷和空

35、冷兩種方式 冷卻至室溫，在頻率100khz 下測試性能， 結果如下表所示。 n從上表可知，所有三種粒度的磁粉芯熱處理后空從上表可知，所有三種粒度的磁粉芯熱處理后空 冷的有效磁導率和品質因數均略小于爐冷樣品的冷的有效磁導率和品質因數均略小于爐冷樣品的 數據。這是因為空冷時樣品內部由于熱脹冷縮聚數據。這是因為空冷時樣品內部由于熱脹冷縮聚 集了更大的內應力，致使樣品的磁導率降低，品集了更大的內應力，致使樣品的磁導率降低，品 質因數降低。質因數降低。 n（1）隨著）隨著fesial 粉料粒度的減小，磁粉芯有效粉料粒度的減小，磁粉芯有效 磁導率磁導率e降低，品質因數降低，品質因數q 升高。升高。 n（2

36、）隨著粘結劑添加量的增多，磁粉芯品質因）隨著粘結劑添加量的增多，磁粉芯品質因 數數q增大，有效磁導率增大，有效磁導率e降低。降低。 n（3）壓制成型后的磁粉芯可通過熱處理退火來）壓制成型后的磁粉芯可通過熱處理退火來 改善磁性能，適當提高熱處理溫度，可提高有效改善磁性能，適當提高熱處理溫度，可提高有效 磁導率磁導率e 和品質因數和品質因數q。 n（4）磁粉芯熱處理后，采用慢冷方式冷卻的樣）磁粉芯熱處理后，采用慢冷方式冷卻的樣 品，其有效磁導率和品質因數要比快冷方式略高品，其有效磁導率和品質因數要比快冷方式略高 。 結論 應用舉例應用舉例 n1.高頻功率濾波器高頻功率濾波器 n鐵硅鋁磁粉芯鐵硅鋁磁

37、粉芯 工作頻率工作頻率0-200mhz，比鐵，比鐵 氧體高，現在氧體高，現在mnzn最高頻率在最高頻率在1mhz，但，但 是電流較小，是電流較小，nizn頻率較高，但是在弱電頻率較高，但是在弱電 流中應用。而鐵硅鋁磁粉芯是大電流中應流中應用。而鐵硅鋁磁粉芯是大電流中應 用，可達到幾十用，可達到幾十幾百安培。幾百安培。 n2.不間斷電源（不間斷電源（ups） n3.脈沖變壓器脈沖變壓器 n所謂脈沖變壓器是一種寬頻變壓器。對通所謂脈沖變壓器是一種寬頻變壓器。對通 信用的變壓器而言，非線性畸變是一個極信用的變壓器而言，非線性畸變是一個極 重要的指標，因此要求變壓器工作在磁心重要的指標，因此要求變壓器工作在磁心 的起始導磁率處，以至即使象輸入變壓器的起始導磁率處，以至即使象輸入變壓器 那樣功率非常小的變壓器，外形也不得不那樣功率非常小的變壓器，外形也不得不 取得相當大。脈沖變壓器變壓的信號要比取得相當大。脈沖變壓器變壓的信號要比 普通電源變壓器的頻率高的多，一般為普通電源變壓器的頻率高的多，一般為 10k-100khz，而普通電源變壓器為，而普通電源變壓器為50hz。 這樣脈沖變壓器的效率就要比普通變壓器這樣脈沖