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超细软磁粉末的前景与制备方法

发布日期:2024-04-24 发布人: 原创 浏览次数:240

软磁材料软在何处?


金属软磁材料通常含有较高饱和磁化强度(Ms),低于1000 A/m的矫顽力(Hc)以及高磁导率。如图1[1],软磁材料都具有非常“苗条“的磁滞回线。Ms代表材料在外磁场中所能展现出的磁化强度,内部实则为所有电子沿外磁场方向统一排布时的整体磁矩大小。Hc则代表了材料内部电子转动,磁畴变化的难度。Hc越大,意味着外界要提供更大的磁场才能使材料达到饱和磁化状态,而软磁材料在只需较小的外磁场就可以达到饱和。具有如此特征的软磁材料在航空航天、新能源、家电、电子通讯、交通运输、精密仪器等各个行业都有着广泛的应用。

1 软磁材料的磁滞回线



后来居上的超细软磁粉末


金属软磁材料早在19世纪末就已经被发现并投入生产,随着技术进步与新兴行业扩展的反向推动,软磁材料的研究也进展飞速。近年来超细金属软磁粉末除去易于磁化退磁的经典软磁材料特征,还表现出电阻性能,这意味着服役过程中的涡流损耗大大降低,发热减少,设备的使用安全系数提高,使用年限增长。现今软磁材料可大致分为铁氧体软磁材料、金属软磁材料、非晶&纳米晶软磁材料与金属软磁粉芯。其中软磁粉芯是由超细金属软磁粉末包覆压制而成的复合软磁材料。同时软磁粉末还可以用于制造变压器电感器等电子元件。用于各类场所来提高能量的传输效率,提高安全性与稳定性(如图2)。


2 软磁粉末的应用(网络图片)




软磁粉末的制备方法


常见软磁粉末有铁镍,铁硅铬,铁硅铝,铁硅粉末等,在材料结束应用前,需要经过制粉、绝缘包覆、压制与热处理,其中制粉是软磁粉末的第一关,也是主要关键的环节。原料配方,粉末球形度与其粒径大小与分布直接决定磁导率、矫顽力以及电阻特性的优劣。同时对后续处理的材料的稳定性也具有很大影响。主要的制备方法有雾化法和破碎法。其中雾化方法可分为水雾化法、气雾化法、等离子雾化法等。目前气雾化法制粉的生产占比较大,符合大部分制粉需求。但等离子体雾化制粉可以得到含氧量更低、纯度更高、球形度分散性更好的亚微米级粉末。