進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，磁性材料在電子信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用， 已經(jīng)成為僅次于半導(dǎo)體的重要基礎(chǔ)材料，是現(xiàn)代化科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的重 要因素。軟磁復(fù)合材料(soft magnetic composites，SMCs)或金屬磁粉芯，是由軟磁合金顆粒及絕緣包覆介質(zhì)組成的多相異質(zhì)結(jié)構(gòu)塊體材料，兼具軟磁合金和鐵 氧體優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于電子信息、能源、汽車、智能制造、智能家居等領(lǐng)域，是 國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)關(guān)鍵基礎(chǔ)材料[1-6]。
軟磁復(fù)合材料在交流磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生一定的能量損失，這些能量損失統(tǒng)稱為磁芯損耗。磁芯損耗一般包括磁滯損耗、渦流損耗及剩余損耗其中主要的損耗形式是渦流損耗[7]。針對(duì)磁芯損耗的特點(diǎn)，通常采用在磁粉顆粒表面覆蓋絕緣包覆介質(zhì)， 來阻斷顆粒間的直接接觸，使材料的電阻率增大以降低渦流損耗。在包覆材料的選擇上，通常使用耐高溫的絕緣包覆介質(zhì)，如硅酮樹脂等[8]，使其在高溫?zé)崽幚硐卤３址€(wěn)定，從而對(duì)壓制粉芯時(shí)的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行釋放，降低磁滯損耗。
在進(jìn)行有機(jī)包覆或有機(jī)-無機(jī)復(fù)合包覆時(shí)，一般需要對(duì)磁粉進(jìn)行表面改性處理，使磁粉和有機(jī)包覆介質(zhì)之間建立連接的橋梁，以達(dá)到理想的包覆效果。葉國(guó)維等[9]研究了磷酸處理和鈦酸酯偶聯(lián)劑表面處理對(duì)環(huán)氧樹脂包覆 Fe-Cr-Si-B-C 非晶磁粉芯性能的影響;Fan 等[10]研究了(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)表面改性對(duì)經(jīng)磷化處理后環(huán)氧樹脂包覆的鐵基軟磁復(fù)合材料電磁性能的影響;Guan 等[11] 采用 KH550 偶聯(lián)劑對(duì) Fe-Si-Al 粉末表面改性。國(guó)內(nèi)外研究均表明，磷酸表面改性后的粉末基體表面均勻絕緣包覆界面結(jié)合良好，氧化硅絕緣包覆層對(duì)于軟磁復(fù)合材料的電磁性能包覆起到了良好的改善作用。
對(duì)于粉末磁芯的制備，原料粉粒包覆的尺寸及其配比對(duì)非晶磁粉芯性能的影響也至關(guān)重要。魏鼎等[12]研究了鐵硅鋁粉末顆粒尺寸包覆對(duì)磁粉性能的影響發(fā)現(xiàn)，使用粗顆粒磁粉為包覆原料制備的粉芯的矯頑力和剩余磁化強(qiáng)度均優(yōu)于細(xì)顆粒磁粉;徐永春等[13]研究發(fā)現(xiàn)，中粒度與大粒度非晶粉末的占比約為 70%時(shí)，制得非晶磁粉芯的磁導(dǎo)率最高且損耗最低;劉紅軍等[14]將鐵硅鋁粉末破碎篩分后進(jìn)行配比， 發(fā)現(xiàn)增加包覆原料中小粒徑磁粉包覆配比能有效提高磁芯磁導(dǎo)率、降低磁損耗、提高直流偏置 DC-Bias 能力;Takemoto 等[15]研究了熱處理?xiàng)l件對(duì)水霧化鐵硅磁粉芯性能包覆的影響以及與晶粒和顆粒尺寸包覆的關(guān)系。研究結(jié)果表明,粉末的顆粒尺寸包覆配比、晶粒尺寸包覆及熱處理?xiàng)l件對(duì)鐵硅磁粉芯損耗的降低包覆介質(zhì)都有著顯著影響。
本文以 Fe-6.5wt%Si 合金粉末包覆為研究對(duì)象， 對(duì)其進(jìn)行粒度篩分與錯(cuò)位包覆組合，改變絕緣包覆介質(zhì)和粒度搭配工藝，研究絕緣包覆的粉末錯(cuò)位粒度組合對(duì)金屬磁粉芯的損耗、磁導(dǎo)率和直流偏置特性的影響。
