Fe78Si9B13非晶带材磁芯恒导磁性能研究

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Fe78Si9B13非晶合金由于优异的软磁性能被广泛应用于电子元件中,电子元件的小型化使得电路中的磁性元件也越来越趋于小型化。但是大多数滤波电感等器件工作在大电流下,磁芯极易饱和,需制备大体积的磁芯才能满足要求。因此如何提高电感磁芯的直流叠加特性,减少这类器件的体积、重量成为磁性元器件的一个重要发展方向。本文主要以Fe78Si9B13非晶合金带材为研究对象。首先较系统研究了影响Fe78Si9B13非晶磁芯恒导磁性能的因素,并根据研究结果进行了实例设计;其次对Fe78Si9B13非晶磁芯在不同环境下的耐腐蚀性能进行了研究;最后采用永磁预磁化技术大大提高了大电流下开气隙Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性,取得了创造性成果。研究结果表明,磁芯气隙大小、退火温度和工作温度等是影响Fe78Si9B13非晶磁芯直流叠加特性的主要因素。磁芯在350~440℃之间退火处理时,具有最优异的直流叠加特性,退火温度过高和过低都会恶化磁芯的直流叠加特性,磁芯的工作温度高于50℃时,磁芯的有效磁导率随环境温度的升高逐渐降低。Fe78Si9B13非晶磁芯放置在不同环境下进行腐蚀试验,其中在自来水环境中耐腐蚀性最差,磁芯表面颜色变化明显,其软磁性能下降很大,磁芯的饱和磁感应强度Bs由1.47T下降到1.38T,剩余磁感应强度Br由0.95T下降到0.85T,起始磁导率μi由5.33k下降到3.96k,下降了25.7%,所以磁芯应用时,有必要对其进行封装处理。永磁体放置在磁芯的气隙中不会恶化Fe78Si9B13非晶磁芯的有效磁导率,并且在一定范围内,永磁体的表磁越大,永磁偏置磁芯的直流叠加特性越好,永磁体的表磁一定时,磁芯的气隙越大,永磁预磁化效果越不明显,磁芯的直流叠加特性曲线向右偏移的越少,且永磁偏置磁芯的直流叠加特性受频率的影响大于传统磁芯,与频率f=1kHz下相比,在25kHz、100kHz下,传统磁芯的有效磁导率分别下降了2.1%,6.4%,永磁偏置磁芯的有效磁导率分别下降了7.4%,26.3%。永磁偏置磁芯的直流叠加特性曲线具有较好的重复性,永磁体在多次使用后没有发生退磁现象,永磁预磁化技术可在实际应用中使用,利用永磁预磁化技术改善Fe78Si9B13非晶磁芯的直流叠加特性的方案是可行的。
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