纳米晶软磁粉末

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软磁材料分类

软磁材料分类

软磁材料分类以软磁材料分类为标题,写一篇文章:软磁材料是指在外加磁场下具有高磁导率和低磁滞损耗的材料,主要应用于电子设备、通信设备、电力设备等领域。

根据其物理性质和化学组成的不同,软磁材料可以分为多种类型。

本文将以此为主题,介绍几种常见的软磁材料分类。

一、铁氧体材料铁氧体材料是一类非常重要的软磁材料,其主要成分为氧化铁和一些稀土元素。

铁氧体材料具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度,适用于高频应用。

常见的铁氧体材料有镍锌铁氧体(NiZn)、锌铁氧体(ZnFe)、锰锌铁氧体(MnZn)等。

二、铁基合金材料铁基合金材料是指以铁为主要成分,同时添加一定的合金元素来调节其磁性能的软磁材料。

常见的铁基合金材料有铁铝合金、铁硅铝合金、铁镍合金等。

铁基合金材料具有高磁导率、低磁滞损耗和良好的饱和磁感应强度,适用于高频应用和高温环境下的使用。

三、非晶态合金材料非晶态合金材料是一类由金属元素组成的非晶态结构的软磁材料。

它们具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度,适用于高频应用和大功率变压器。

非晶态合金材料具有优异的软磁性能,是目前软磁材料研究的热点之一。

四、纳米晶材料纳米晶材料是指在纳米尺度下制备的具有高磁导率和低磁滞损耗的软磁材料。

纳米晶材料具有优异的磁性能和高温稳定性,适用于高频应用和大功率电子设备。

纳米晶材料的制备技术和表征方法是当前研究的热点之一。

五、复合材料复合材料是指由两种或两种以上的材料组成的软磁材料。

常见的复合材料包括软磁粉末和有机粘结剂的复合材料、软磁粉末和金属基底的复合材料等。

复合材料具有高磁导率、低磁滞损耗和较高的饱和磁感应强度,适用于高频应用和大功率电子设备。

总结一下,软磁材料根据其物理性质和化学组成的不同可以分为多种类型,包括铁氧体材料、铁基合金材料、非晶态合金材料、纳米晶材料和复合材料等。

这些材料都具有高磁导率、低磁滞损耗和良好的饱和磁感应强度,适用于不同领域的应用。

随着科技的不断发展,软磁材料的分类和应用也将不断拓展,为电子设备和通信设备等领域的发展提供更多的选择和可能性。

机械合金化制备Fe—B—Si纳米晶粉末

机械合金化制备Fe—B—Si纳米晶粉末

2 实 验 结 果 与 讨 论
2. 组 织 结 构 分 析 1 ( )晶 粒 尺 寸 L —F B 4 i 合 金 从 0h至 球 磨 6 0 h的 x 射 线 衍 射 谱 如 罔 】所示 c 1 bn 1 3 S6 0
_ l 二二
2 () / 。
图 I X射 线 衍 射 结 果
纳米 材 料 , 但 工 艺 复 杂 , 而且 其 成 品 只 能 是 丝 状 或 带 状 。本 文 试 图 探 索 —B—
合 金 的 一 种 新 型合 成 方 法 , 考 察 高 能 球 磨 过 程 中合 金 的微 观 组 织 及 磁 性 能 的 变 化 。 并
1 实 验 方 法
Fi 1 XRD n l ss g. a a y i
图2
Fi 2 g.
根 据 S h re 公 式 , e的 晶 粒 尺 寸 L 随 球 磨 时 间 的 c err F 变 化 如 图 2所 示 。 当 球 磨 6 0 h后 , 粒 尺 寸 在 9 ~ 1 O 0 晶 O O
I I 围 内 。 由 图 2可 见 , e相 在 球 磨 3 0 h前 晶粒 尺 寸 l 范 l T F 0 急 剧 变 化 , 3 0~ 6 0 h这 一 阶 段 , 晶 粒 尺 寸 下 降 趋 在 0 0 其
12 . 组 织 分 析
B k r1 d c X射 线 分 析 仪 对 粉 末 样 品进 行 x 射 线 分 析 , 末 样 品 的 晶 粒 度 L 用 u e 8A Ⅷ e 3 粉 S b re 公 式 , = c err , 中 二0 1 4【 , 妇 6 是修 正 后 的衍 射 峰 半 高 宽 ,0 其 . 5 m1( ) 2
1 1 合 金 与 球 磨 实 验 . 选 用 纯度 不 低 于 9 9% , 度 人 于 2 0 日的 纯 晶 态 铁 粉 , 子 纯 度 高 于 9 粒 0 原 7% 的 无 定 形 硼 粉 , 及 原 子 纯 度 大 于 9 % , 度 为 2 0 日的 硅 粉 为原 料 , F 、 s 元 素 的 原 子 比为 5 以 99 粒 0 按 eB、i O :4:6的 F B 4 i 合 金 粉 末 充 分 混 合 后 , 入 QM 4 行 星 式 球 磨 机 中 , 料 比 为 1 1 3 】S3 6 放 H 球 0: l 转 速 为 1 0 r ri 。取 样 时 间 分 别 为 0 h 1 0 h、0 3 0 h、0 , 8 / n a 、 5 2 0 h、0 4 0 h和 6 0 h 0

纳米晶Fe-Ni和Fe-Co粉的微波磁性能

纳米晶Fe-Ni和Fe-Co粉的微波磁性能

收稿日期:2008-01-14;修回日期:2008-02-25基金项目国家自然科学基金(533);高等学校博士学科点专项科研基金(556);广东省自然科学基金(6,36)资助作者简介吴子秋,年出生,硕士,主要从事纳米材料电磁波吸收方面的研究。

_z q @63纳米晶Fe -N i 和Fe -Co 粉的微波磁性能吴子秋 张海燕 曾国勋 陈易明(广东工业大学材料与能源学院,广州 510006)文 摘 先利用溶胶凝胶自蔓延法制备铁镍和铁钴氧化物前驱体,通过对前驱体在氢气中进行热处理,制备得到还原Fe 25Ni 75、Fe 50N i 50和Fe 50Co 50合金粉。

通过SE M 、XRD 分别对合金粉进行了形貌和结构表征,测量了合金粉的静磁性能以及0.5~6GHz 的磁导率,并通过传输线理论计算了合金粉的微波吸收系数。

结果表明:氢气还原后的Fe 25N i 75、Fe 50N i 50和Fe 50Co 50分别为单一Ni 3Fe 相、Fe N i 相和FeCo 相,晶粒大小分别为53、66、36nm,合金粉具有较高的比饱和磁化强度和磁导率,Fe 50N i 50合金粉在2.5~6G Hz 吸收系数低于-10dB ,具有优异的微波中低频段吸收性能。

关键词 磁导率,纳米晶金属粒子,微波频率M icr owave Magnetic Pr operties of Nanocrystalline Fe -N i and Fe -Co PowdersW u Ziqiu Zhang Haiyan Zeng Guoxun Chen Yi m ing(Facu lty of Ma terial and Energ y,Guangdong Univ e rsity of Technol ogy,Guangzhou 510006)Abstra ct Fe,N i oxide and Fe,Co oxide precursors we r e firstly prepa r ed by s ol 2gel auto 2combustion me thod.Reduced Fe 25N i 75,Fe 50N i 50and Fe 50Co 50all oy powde rs were obtained by annealing in the H 2.The mor phol ogy and m icr ostr uc tur e of these powderswere characterized by m eans of SE M and XRD .The static magne tic pr opertie s and the comp lex per meability spec tra of the se powders in the range 0.5~6G Hz were m ea sur ed .And the m icr owave reflectivi 2ty was calcula ted according t o trans m ission 2line theory .The r esults show that,these Fe 25N i 75,Fe 50N i 50and Fe 50Co 50powders are single N i 3Fe phase,Fe N i phase and FeCo pha se r e s pective ly,the crysta lline sizes are about 53,66,36nm ,the powders have high s pec ific saturati on magnetizati on and per meability,and the r eflectivity of Fe 50N i 50powder is unde r -10dB in the range of 1.5~6G Hz,Fe 50N i 50has excellent absorbing pr operty in low m icr owave frequency .Key wor ds Per m eability,Nanocrystalline m eta l partic les,Mic r owave frequency 1 引言超细纳米晶合金粉末与传统铸造或者冶金生产的粗晶体材料相比,具有独特的电磁性能。

软磁材料性能

软磁材料性能
损耗角正切意义:
表示在交变磁化过程中能量的损耗与储存之比
损耗角正切与使用的关系: 损耗角正切越大、损耗越大,器件的品质越差
影响损耗角正切的因素: 材料的生产工艺 产品开气隙后tanδ 会变小,但 tan/i 不变
E、THD(Total Harmonic Distortion)总谐波失真
意义:
磁性器件中输入正弦波、输出波形发生了畸变失真,描述失真 程序的参数
影响起始磁导率、电感系数的因素:
起始磁导率与材料的配方和工艺有关 电感系数受影响的因素为: 起始磁导率越高电感系数就越高 磁心Ae/Le越大,即磁心形状粗短、电 感系数越高 开气隙越深、电感系数越小
B、μ i –T特性
意义:
材料的磁导率随温度的变化特性为μ i –T特性, μ i 在很 宽的温度范围内变化小即为宽温材料 μ i –T特性与使用关系:
B :饱和磁通密度(Bs)
意义:磁通密度达到的最高值。 饱和磁通密度与使用的关系:
磁心饱和磁通密度越高、变压器可传输功率越大
影响饱和磁通密度的因素:
磁心密度:密度越大、饱和磁通密度越大 温度: 温度越高、饱和磁通密度越低 配方
C :居里温度
意义:磁心从铁磁状态转变为顺磁状态温度,即从磁性材料转变为
⑤、我公司功率铁氧体材料 命名方法 DMR 40
东磁
<100KHZ
软磁 号码
普通 高Bs
东磁材料
DMR30 DMR30D DMR22 DMR40 工作点100℃ DMR44
TDK材料
Pc30 Hv22 Pc40 Pc44 Pc46 Pc95 Pc90
普 通 频 率 工 作 频 率 100K~250KHZ
D:直流叠加特性
意义:不作为材料特性介绍,本指标是磁心的特性。

纳米磁性材料

纳米磁性材料

(2)生成磁性液体的必要条件 ) 生成磁性液体的必要条件是强磁性颗粒要足够小, 生成磁性液体的必要条件是强磁性颗粒要足够小 , 在致可以削弱磁偶极矩之间的静磁作用, 在致可以削弱磁偶极矩之间的静磁作用 , 能在基液 中作无规则的热运动。 中作无规则的热运动。 (3) 基液 ) 水基、 煤油基 、 短基 、 二醋基 、 聚苯基 、 硅油基 、 水基 、 煤油基、 短基、 二醋基、 聚苯基、 硅油基、 氟碳基等。 氟碳基等。
5. 纳米磁记录材料
磁性纳米粒子由于尺寸小,具有单磁畴结构, 磁性纳米粒子由于尺寸小,具有单磁畴结构,矫顽力很 用它制作磁记录材料,能使记录密度大大提高, 高,用它制作磁记录材料,能使记录密度大大提高,可比普 通的磁性材料提高10倍以上 还可以提高声噪比, 倍以上; 通的磁性材料提高 倍以上; 还可以提高声噪比,改善图象 质量。 质量。 20世纪 年代,高密度磁记录用的磁粉的尺寸就已进入到纳 世纪80年代 世纪 年代, 米尺寸,例如: 米尺寸,例如: 磁粉尺寸给为200nm×35nm, (1) 性能优良的 ) 性能优良的CrO2磁粉尺寸给为 × , (2) 铁或其合金磁粉的尺寸给为 ) 铁或其合金磁粉的尺寸给为20nm,并制成高密度的金 , 属磁带, 属磁带, 年代发展起来的掺Co、 的钡铁氧体 的钡铁氧体( (3) 90年代发展起来的掺 、Ti的钡铁氧体(BaFe12O19) ) 年代发展起来的掺 典型的颗粒尺寸为六角片形,直径50nm,厚20nm, 典型的颗粒尺寸为六角片形,直径 , , (4) 近年来,又研究氮化铁、碳化铁等类型的纳米磁粉。 ) 近年来,又研究氮化铁、碳化铁等类型的纳米磁粉。
1963年 , 美国国家航空与航天局的帕彭首先 采用油酸为表 年 美国国家航空与航天局的帕彭首先采用油酸为表 面活性剂,把它包覆在超细的Fe3O4微颗粒上(直径约为l0m), 面活性剂,把它包覆在超细的Fe 微颗粒上(直径约为l m), 并高度弥散于煤油(基液) 从而形成一种稳定的胶体体系。 并高度弥散于煤油(基液)中,从而形成一种稳定的胶体体系。 在磁场作用下, 在磁场作用下,磁性颗粒带动着被表面活性剂所包裹着的液体 一起运动,好像整个液体具有磁性,于是,取名为磁性液体 磁性液体。 一起运动,好像整个液体具有磁性,于是,取名为磁性液体。

纳米晶

纳米晶

纳米晶合金材料—导磁率是铁氧体的10倍多
纳米晶市场分析—市场需求1800-2000吨
超薄带市场前景好,电子行业需要的优质纳米晶,市场需 求量在1800-2000吨,而这类带材只有极少企业能够稳定生 产,2014年提供不到800吨。带材价格也较高,一般是普 通带材价格的2~3倍,而且容量也较大。 我国电子产业各种电子元器件使用纳米晶材料3%左右, 部分高端产品约占到7~10%,部分产品甚至占到30%。只要 升级转型发展,以纳米晶为代表的软磁新材料就拥有市场 。 2015年9月23日的国务院常务工作会议上,对充电桩事宜 也进行了部署,这将推动纳米晶在充电桩中的应用。
导磁率(20KHz)(Gs/Oe) 矫顽力 Hc(A/m) 饱和磁致伸缩系数(×10-6) 电阻率(muOhm· cm) 居里温度(℃) 铁芯叠片系数
纳米晶铁芯
1.25 < 0.20 < 3.4 < 35 < 40
> 20,000 < 1.60 < 2 80 570 > 0.70
铁氧体铁芯
0.5 0.2 7.5 不能使用 不能使用
1K202 1K203 1K204 1K205
1K105
高起始磁导率快淬软磁钴基合金
1K106
高频低损耗Fe-Si-B快淬软磁铁基合 1K206 金
淬态高磁导率软磁钴基合金 Fe-Ni-P-B快淬软磁铁镍基合金 Fe-Ni-V-Si-B快淬软磁铁镍基合金
1K501
1K107
高频低损耗Fe-Nb-Cu-Si-B快淬软磁 铁基纳米晶合金
铁镍基非晶合金/坡莫合金 组成:40%Ni、40%Fe及20%类金属元素 性能:1. 具有中等饱和磁感应强度(0.8T )、 较高的初始磁导率和很高的最大磁 导率以及高的机械强度和优良的韧性。2.在 中、低频率下具有低的铁损。3.空气中热处 理不发生氧化,经磁场退火后可得到很好 的矩形回线。 应用:广泛用于漏电开关、精密电流互感 器铁芯、磁屏蔽等。

铁基纳米晶软磁材料的温度特性


l 引言
非 晶合 金是 采用 先 进 的超 急 冷快 淬技 术 , 将液
态 金 属 以 l 1 s 的 冷 却 速 度 形 成 的 厚,居 里温 度 咒
越 高 ,温 度特 性越 好 ,制 成 的磁 性器件 使 用温度 就
d v c s ma e o a o r tlie io - a e l y s v r c o c r e y f a s r .T e r l t n h p b t e n e i e d fn n cys l r n b s d al s i ey mu h c n e n d b n lu e s h e ai s i e a n o i o w e
ma ei e fr n c dtmp rtr fsv rly ia a o r s Un rn b s dalyc rsi td e i a e. n g t p ro ma ea c n e eaueo ea pc l n c t i eio -a e l oe ssu id i t s p r e t n y a o nh p T ets s l h w a a o rs l n o -a e l y a eg o mp rtr tb lyi etmp r tr a g f h t ut s o t t n c t l ei nb s dal sh v o dt e r e s h n y a i r o e eau es it t e eau ern eo a i nh
s u tr c niigo o n n -eS)sl ouinwi ri ieo temoeta nn o t sada t c e o s t f d mi t F (i oi slt t gans f lt r n t a me r n r u sn a a d o h z a il h e n e

铁磁纳米晶复合材料的制备及其高频特性


内,Finemet材料与MnZn铁氧体、NiZn铁氧体的性能是重 Nb以及2-6at%的B)。在这一系列材料中,要得到细小而
叠的,由图1可见,在高频范围内Finement的品质因数比铁 均匀的颗粒结构,则并不一定要添加Cu元素。但如果添加
氧体材料更差。所以,在实际应用中,这些材料仅在声频 1%的Cu元素的话,则该合金的性能会得到改善。这一系列
晶相在纳米晶化的过程中被强烈地赋于了稳定性,所以纳 面形成的近似于球形的颗粒“刮削”下来,收集到一个压
米晶结构不会产生明显的改变。鳞片状颗粒是在树脂或焊 缩模具里。以上过程都是在同一个真空设施里进行的。磁
接用的玻璃器具中压制成功的,其压力方向与“鳞片”的 心的压制通常分两步:在颗粒料收集到模具里后,第二步
取向一致。磁心的磁性能与气隙的分布状态有关,也受鳞 是加压大约1Gpa。制成品的典型形状是最大直径为15mm、
片状颗粒尺寸及磁心成型的压力大小制约(成型应有良好 厚度1mm的盘片。制成品的最终相对密度取决于合金材料
的重复性)。含有5%的焊接玻璃剂的大尺寸(1mm)鳞 的延展性,大致范围在70%~97%之间;而颗粒的大小范围
料可能是更理想的合金。另外,另一种Hitperm(FeCo)38Zr- 磁场的衰减只在颗粒尺寸小于17nm的情况下存在,而不是
退火中会导致纵向的各向异性,它由Z型环(Z-type loop) 讨论,仅对金属纳米颗粒的生产技术进行评述。
表示。这种现象目前尚无解释理论,但有一种可以性:这 4/2ࣾቶ໮ᄏื௡जDŽjofsu.hbt!dpoefotbujpoDž
种应力诱发的纵向各向异性与纳米晶中的原子对的有序化 排列有关,因为晶相是由纯铁决定的。 3/3ฃඳ஭ॏ෣ࠟቦ
膜 ) 生 产 微 型 磁 性 元 件 方 面 , 已 经 研 究 出 许 多 有 效 导率越高,趋肤效应的深度就越小。对于高磁导率的纳米

非晶纳米晶软磁材料在哪些领域应用最广泛?

非晶纳米晶软磁材料在哪些领域应用最广泛?
目前我国的软磁材料应用方面,非晶纳米晶材料已经成功的在通讯、工业等领域拥有了一席之地,也已经与铁芯材料等传统意义上的软性磁材料有了根本性的区分。

凭借着自身优越的性能和高饱和磁感,非晶纳米晶材料开始逐渐受到了中国生产生们的青睐。

今天我们就来通过对实例的分析,来看一下非晶纳米晶材料在哪些领域的应用最为广泛。

 首先我们来看一下这一新型软磁材料在电力领域的应用情况。

 在我国的电力应用领域,目前配电变压器铁芯多数采用的是铁基非晶合金。

随着我国自主研发的高频逆变技术逐渐走向成熟,传统的大功率线性电源开始逐渐的被高频开关电源所取代,而且为了提高效率,减小体积,开关电源的工作频率越来越高,这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。

纳米晶软磁合金同时具有高饱和磁感和很低的高频损耗,且热稳定性好,是大功率开关电源用软磁材料的最佳选择。

目前在逆变焊机电源中纳米晶合金已经获得广泛应用,在通讯、电动交通工具、电解电镀等领域用开关电源中的应用也正在研发和普及当中。

 其次,非晶纳米晶软磁材料也广泛的应用在计算机和通讯技术领域之中。

 随着国内计算机以及通讯技术的迅速发展,加之智能化产品的不断推陈出新,无论是消费者还是生产厂商,都对小尺寸、轻重量、高可靠性和低噪音的开关电源和网络接口设备的需求越来越高。

因此,在开关电源和接口设备中增加了大量高频磁性器件。

纳米晶非晶材料恰恰是能够充分满足以上要求的特殊软磁材料,因此该种类型的新型材料已经开始快速取代传统的纯铁和铁硅系合金材料。

 结论。

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纳米晶软磁粉末
纳米晶软磁粉末是一种具有优异磁性能和微观结构特征的材料。

它由
纳米级晶粒组成,具有高饱和磁化强度、低矫顽力、低损耗等特点,
广泛应用于电子设备、电力传输、传感器等领域。

本文将从纳米晶软
磁粉末的制备方法、微观结构特征以及应用领域等方面进行详细介绍。

一、制备方法
纳米晶软磁粉末的制备方法主要包括物理法和化学法两种。

1. 物理法
物理法制备纳米晶软磁粉末主要有气相凝聚法和机械合金化法。

(1)气相凝聚法:该方法通过将金属材料蒸发或溅射在惰性气体环境中,使其快速凝固形成纳米级的晶粒。

常用的气相凝聚方法有溅射法、电子束蒸发法等。

(2)机械合金化法:该方法通过高能球磨或挤压等机械力作用下,使原料粉末发生塑性变形和冷焊接,形成纳米晶结构。

常用的机械合金
化方法有球磨法、挤压法等。

2. 化学法
化学法制备纳米晶软磁粉末主要有溶胶-凝胶法和水热法。

(1)溶胶-凝胶法:该方法通过将金属盐或金属有机化合物与溶剂混合,并加入还原剂或络合剂,在适当的温度下进行反应,形成凝胶,
再通过干燥和煅烧等步骤得到纳米晶软磁粉末。

(2)水热法:该方法通过在高温高压的水环境中进行反应,利用水的
溶解性、扩散性和活性,使金属离子迅速还原并形成纳米晶结构。


热法制备的纳米晶软磁粉末具有较高的纯度和均一性。

二、微观结构特征
纳米晶软磁粉末具有以下微观结构特征:
1. 纳米级晶粒:纳米晶软磁粉末由直径在1-100纳米之间的纳米级晶粒组成。

这些纳米晶粒的尺寸远小于传统软磁材料中的晶粒尺寸,使
得纳米晶软磁粉末具有更高的比表面积和更好的磁性能。

2. 高饱和磁化强度:纳米晶软磁粉末具有较高的饱和磁化强度,通常
在1.5-2.2特斯拉之间。

这是由于纳米级晶粒具有较大的比表面积,可以容纳更多的磁畴壁。

3. 低矫顽力:纳米晶软磁粉末具有较低的矫顽力,通常在0.1-0.5安
培/米之间。

这是由于纳米级晶粒中存在丰富的位错和界面缺陷,使得其易于反转磁化方向。

4. 低损耗:纳米晶软磁粉末具有较低的铁损耗,通常在0.5-10瓦特/
千克之间。

这是由于纳米级晶粒中存在较多的界面缺陷和微观应力场,导致了局部电阻率增加和自旋松弛减小。

三、应用领域
纳米晶软磁粉末具有广泛的应用领域,主要包括电子设备、电力传输
和传感器等。

1. 电子设备:纳米晶软磁粉末可用于制备高性能的电感器、变压器和
电源滤波器等元件。

其高饱和磁化强度和低矫顽力使得这些元件具有
更高的工作效率和更小的体积。

2. 电力传输:纳米晶软磁粉末可用于制备高效率的变压器和感应线圈,
用于电力传输和分配系统中。

其低损耗特性可以降低能量损失,提高
能源利用效率。

3. 传感器:纳米晶软磁粉末可用于制备高灵敏度的磁传感器,如霍尔
元件和磁阻传感器。

其高饱和磁化强度和低损耗特性使得这些传感器
具有更好的信号检测能力。

纳米晶软磁粉末是一种具有优异性能和微观结构特征的材料。

通过物
理法和化学法等制备方法可以得到具有纳米级晶粒的纳米晶软磁粉末。

其微观结构特征包括纳米级晶粒、高饱和磁化强度、低矫顽力和低损耗。

在电子设备、电力传输和传感器等领域具有广泛的应用前景。

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