片式电感用FeSiAl磁芯材料研制
【摘要】磁芯材料是决定片式电感元件性能的关键。本文采用球磨工艺制备片状FeSiAl磁粉，并对片状FeSiAl磁粉表面进行SiO2包覆处理。结果表明，10h球磨时间制备的片状FeSiAl扁平化效果好；片状FeSiAl磁粉表面包覆SiO2绝缘层后的磁损耗降低，可用作片式功率电感的磁芯。
【关键词】片式电感；片状FeSiAl磁粉；SiO2包覆；磁损耗
【中图分类号】TQ584 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2019）02-0012-04
1 引言
FeSiAl合金磁粉芯材料的磁致伸缩系数和各向异性常数趋近于零，且具有高饱和磁通密度等优异的软磁性能[1-4]。有关球形或无规则颗粒状FeSiAl磁粉芯的报道主要集中于粘结剂、绝缘包覆工艺、干压成型技术、热处理条件等对磁粉芯性能的影响[5-8]，主要目的是制备出高磁导率和低损耗的FeSiAl磁粉芯材料，但该类磁芯仅能工作至100KHz[9，10]。而片状的FeSiAl磁粉因其形状各向异性可突破Snoek极限，由此设计制备各向异性磁芯，则可提高工作频率，对磁性元件小型化、高频化、功率化有利[7，11-12]。本文主要目标是研制片状FeSiAl磁粉芯材料，为设计制备片式功率电感打下基础。
2 实验方法
以组成成分为Fe84.5Si10Al5.5（质量分数）配比，采用熔体快淬法制备FeSiAl合金快淬带料，采用行星式球磨机进行扁平化处理FeSiAl快淬带料，使用氢还原退火处理片状FeSiAl片状磁粉。
以破碎的快淬带料为原料，原料用100目筛子（<150µm）分筛，选取不锈钢磨球为磨球介质，按大中小球比为20：7：3，共7.5kg（大球直径15mm约13.8g，中球直径10mm约5.6g，小球直径5mm约0.5g）。以酒精为过程控制剂，以不同的球磨时间设计几组对比实验。具体工艺过程如下：
（1）将Φ15mm、Φ10mm、Φ5mm的不锈钢磨球按照质量比为20：7：3的比例称量混合，共7.5kg/罐，放置于球磨罐内；
（2）将过100目筛子后的FeSiAl快淬带料与过程控制剂（酒精）以1：1的比例加入球磨罐内，控制不锈钢磨球与FeSiAl快淬带料质量比（即球料比）为20：1；
（3）充入氮气后密封好球磨罐，并将球磨罐固定在球磨机上，盖上保护罩；
（4）设置变频器的参数，本实验设置每25min改变一次公转球磨方向，中间停止5min，以球磨转速200rpm运行球磨机；
（5）球磨结束后卸下球磨罐，把试样与球磨一起倒入分样筛内，用酒精将磨球与粉料分离，沉淀一段时间后，滤掉酒精，得到湿料；
（6）将湿料均匀摊开于不锈钢试样盘...
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