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文檔簡介
1、鐵基納米晶合金是由非晶合金經(jīng)過熱處理得到的一種具有納米晶結(jié)構(gòu)的軟磁材料。正是由于這種獨(dú)特的納米晶結(jié)構(gòu),鐵基納米晶合金具有優(yōu)異的軟磁性能:低的矯頑力(Hc)、高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(Bs)和磁導(dǎo)率(μe)以及接近于零的磁致伸縮系數(shù)等,可以有效地降低鐵芯損耗和噪聲。因此,鐵基納米晶合金被廣泛地應(yīng)用于開關(guān)電源、高精密電流/電壓互感器、共模扼流線圈、高頻變壓器等電力電子領(lǐng)域。
Finemet合金是目前得到廣泛應(yīng)用的納米晶軟磁材料之一,但是
2、此合金具有貴金屬Nb元素含量高、Bs低等缺點(diǎn)。為了降低生產(chǎn)成本、提高Bs,本文通過降低Nb含量提高Fe含量,成功開發(fā)出了兼具高Bs和優(yōu)異軟磁性能的FeSiBNbCu納米晶合金;用抗氧化性好的Mo元素替代Nb元素,解決了高Fe含量的FeSiBNbCu表面晶化的問題;以高Fe含量的FeSiBNbCu為對象,研究了表面晶化程度對軟磁性能的影響。主要的研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下所示:
?。?)成功開發(fā)出了兼具優(yōu)異軟磁性能和高熱穩(wěn)定性的高頻高
3、Bs的Fe78-xSi13B8NbxCu1(x=0,1,2和3)納米晶合金,系統(tǒng)地研究了Nb元素的含量對FeSiBNbCu合金體系軟磁性能、熱穩(wěn)定性及微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn),通過添加適量的 Nb元素,F(xiàn)e76Si13B8Nb2Cu1納米晶合金平均晶粒尺寸可達(dá)10 nm左右,同時具有優(yōu)異的軟磁性能,即高Bs(1.39 T)、低Hc(1.5 A/m)和高μe(21500,在1 kHz下)。此合金具有寬達(dá)100℃的熱處理溫度區(qū)間和長達(dá)60
4、min的熱處理時間區(qū)間,說明此合金具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和軟磁性能。
?。?)成功開發(fā)出了Bs高達(dá)1.74 T的Fe82Cu1Si4B11.5Nb1.5-xMox(x=0,0.75和1.5 at.%)納米晶合金體系,并研究了Mo元素對此體系非晶形成能力、軟磁性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)Mo元素的添加可以提高合金的非晶形成能力,但添加微量的Mo效果不明顯。經(jīng)過熱處理以后,所有的合金具有優(yōu)異的軟磁性能,即高的Bs(1.67~1.74
5、T),低的Hc(8.9~10.8 A/m),和高的μe(11500~11900在1 kHz下)。此外,含Mo合金具有更優(yōu)異的高頻特性,使得此合金有望應(yīng)用于高頻電力電子設(shè)備。
(3)利用 Fe82Cu1Si4B11.5Nb1.5納米晶合金隨著銅輥轉(zhuǎn)速變化而具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象,研究了表面晶化程度對軟磁性能、熱穩(wěn)定性和微觀結(jié)構(gòu)演化的影響。研究發(fā)現(xiàn)表面晶化樣品的熱處理溫度區(qū)間比完全非晶態(tài)的樣品更寬,適量的表面晶化可以降低鐵芯損耗,但是
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