Fe基非晶软磁复合材料的高磁导绝缘界面设计与其电磁性能调控

基本信息
批准号:51671035
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:王明罡
学科分类:
依托单位:长春工业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵占奎,迟悦,王虹力,王聪,倪兵莹,侯树山,黄柯瑜,任继行
关键词:
电磁性能调控高磁导绝缘界面设计Fe基非晶合金软磁复合材料界面行为
结项摘要

The mutual restriction between mechanics, magnetics and electrical performance of Soft magnetic composite (SMC) restricts its application, especially restricts the magnetic performance of Fe base amorphous soft magnetic . In this project, spark plasma sintering (SPS) technology is employed to consolidate the amorphous alloy powder with insulated surface treatment by its local instantaneous discharge characteristics, through which noncrystalline and completely dense amorphous SMCs with big size can be prepared. The study will focus on the relationship between insulated treatment and discharge effect of SPS, dynamic competition and coordination mechanism between interface bonding and crystallization of amorphous state in sintering process, the controllable reaction conditions of in situ generated soft magnetic ferrite layer with high resistance and high permeability by interfacial reaction sintering, and the influence of oxidizing agent on interfacial metal atomic diffusion, reaction and resistivity. Then, we can establish a design theory of coating surface insulated layer on amorphous soft magnetic alloy powder by SPS, solve the fundamental contradiction between insulation design and decrease of permeability in SMCs, construct the microstructure of amorphous soft magnetic composites which can effectively restrain the eddy current loss and hysteresis loss, and improve mechanics, magnetism and electricity performance by optimizing interfacial structure. Thus, we can provide the theoretical basis for research and development of novel amorphous SMCs with good performance.

软磁复合材料(SMC)力学、磁学与电学性能之间的相互制约限制其应用,特别是限制Fe基非晶软磁性能的发挥。本项目采用放电等离子烧结(SPS)技术,利用其局域瞬时放电特性,固结表面绝缘处理的Fe基非晶合金粉末,制备不晶化全致密的大尺寸微胞结构非晶软磁复合材料。研究绝缘处理与SPS放电效应的关系;烧结过程中界面结合与非晶晶化的动力学竞争关系与协调机制;界面反应烧结原位生成高电阻高磁导率软磁性铁氧体膜层的反应条件控制;界面氧化剂对界面金属原子扩散与反应等行为的影响;绝缘层中不同价位金属元素对电阻率的影响。确立Fe基非晶软磁合金微粉表面绝缘包覆层设计理论,解决SMC绝缘设计降低磁导率的根本矛盾,构建高效抑制涡流损耗及磁滞损耗的非晶微胞软磁复合材料微结构,优化界面结构对力学/磁学/电学性能的综合影响。为新型高性能非晶软磁复合材料的研究及开发提供理论依据。

项目摘要

软磁复合材料(SMC)力学、磁学与电学性能之间的相互制约限制其应用,特别是限制Fe基非晶软磁性能的发挥。本项目采用放电等离子烧结(SPS)技术,利用其局域瞬时放电特性,固结表面绝缘处理的Fe基非晶合金粉末,制备不晶化全致密的大尺寸微胞结构非晶软磁复合材料。研究绝缘处理与SPS放电效应的关系;烧结过程中界面结合与非晶晶化的动力学竞争关系与协调机制;根据膜层的磁学性能和绝缘性能要求设计前驱粉末,利用绝缘层前驱粉末颗粒的种类、比例、尺寸、形状和SPS参数调控化学反应进行程度。构建高效抑制涡流损耗及磁滞损耗的非晶SMCs微结构。根据烧结活性需要选择采用不同的制备方法,获得了一种基于SPS技术的 SMCs非晶合金微粉表面绝缘包覆层材料。本项目的实施过程中,发表SCI论文7篇。 本项目的完成,对于高导磁低电磁损耗软磁复合材料的研究领域提供了重要的理论依据和实验数据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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