研究·分析·实验

  • 射频磁控溅射制备的FeN薄膜结构与磁性能

    李晓宇;李天明;蒋运石;闫欢;张芦;张志红;王梦佳;何朝雄;

    采用射频磁控溅射方法在单晶Si(100)基底上制备了一系列FeN薄膜样品,研究了N_2与Ar流量比、溅射电流、溅射压强、退火等工艺条件对FeN薄膜结构和磁性能的影响。研究表明,FeN薄膜结构与磁性能与溅射工艺参数密切相关,在气压为0.45 Pa、总流量为100 sccm的情况下,随着N_2与Ar流量比的增大,材料软磁性能变弱,矫顽力从24.5 Oe增大到104 Oe,并且面内磁各向异性减弱。在其他条件不变,增大溅射电流时薄膜材料厚度增加,且矫顽力也明显增大,表现出明显的旋转各向异性。对于在430℃×5 h真空退火、总流量为20 sccm、对应不同N_2流量比的FeN薄膜,随着N_2含量的增加,材料中Fe_2N和Fe_3N的增多,甚至在某些N_2流量比下薄膜呈非磁性。在Ar气和N_2流量比为19:1时制备出γ′-Fe_4N相结构的多晶薄膜。

    2023年01期 v.54;No.266 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]
  • 具备双轴拉伸性褶皱CoFeB薄膜制备与高频磁性能

    付尚杰;朱晓艳;

    通过将柔性CoFeB薄膜粘贴到双轴预应变基底聚二甲基硅氧烷(PDMS)上制备具有人工起皱表面结构的双轴可拉伸磁性薄膜。采用振动样品磁强计(VSM)对样品进行静态磁性表征,结果表明所制备的CoFeB薄膜均表现出面内的单轴磁各向异性,这主要由样品的褶皱形貌引起。样品表面的不规则褶皱结构导致了其磁各向异性方向偏离纵向。动态磁性表征结果表明样品的高频磁性可以通过施加的双轴应变进行调控,实现了其共振频率的正拉伸依赖性,从而避免样品在拉伸状态下的失效,这对于微波软磁薄膜在可拉伸高频电子器件中的应用具有重要意义。施加双轴应变状态下的CoFeB薄膜的受力分析模型能够很好解释这种应变调控作用。

    2023年01期 v.54;No.266 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K]
  • Nb2O5添加对高导MnZn铁氧体磁性能的影响

    贾生文;肖镔;王超;孙科;蒋晓娜;余忠;兰中文;

    采用传统氧化物陶瓷工艺法制备高磁导率MnZn软磁铁氧体材料,研究了Nb_2O_5添加对铁氧体材料晶相和显微结构、相对损耗因数tanδ/μ_i、饱和磁感应强度B_s、磁导率以及磁谱特性的影响。研究结果表明,Nb_2O_5添加能够细化铁氧体的晶粒大小,适量添加能够改善材料的显微结构,提高磁性能;而过量添加Nb_2O_5,则会使材料晶粒尺寸迅速减小,导致显微结构恶化,最终降低材料的磁性能。由此确定出适宜的Nb_2O_5添加量为0.01~0.02wt%。

    2023年01期 v.54;No.266 13-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
  • 基于温度修正J-A动态磁滞模型的铁芯损耗计算

    黄惠玉;包广清;陈俊全;

    铁芯损耗的精确计算,是实现变压器等电磁设备高效运行和局部过热优化设计的关键。传统动态磁滞模型很难准确地模拟磁性材料在复杂环境下的磁特性,直接影响损耗计算精确性。提出温度修正J-A动态模型,依据铁磁材料Weiss分子场理论,引入温度因子ε表征温度对饱和磁化强度Ms的影响;采用模拟退火粒子群算法(SimuAPSO),克服修正后J-A动态模型参数对求解初始值选取的依赖性;将所提模型与有限元法相结合进行局部损耗计算,为解决电磁设备局部过热优化提供依据;最后,将模型模拟值与50WW600无取向硅钢片实测值对比,验证模型的准确性和有效性。该模型综合考虑温度、涡流损耗及剩余损耗,提高了不同频率下磁性材料磁特性模拟分析的准确性,对电磁设备精细化设计具有一定的指导作用。

    2023年01期 v.54;No.266 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1783K]

工艺·技术·应用

  • 异丙醇铝添加量对FeNiMo@Al2O3软磁复合材料微结构和磁性能的影响

    周永川;李兆波;熊政伟;王进;

    采用溶胶-凝胶法在FeNiMo磁粉表面包覆一层Al_2O_3绝缘层,通过调控异丙醇铝添加量实现Al_2O_3绝缘层包覆厚度的控制。扫描电子显微镜和能谱分析表明Al_2O_3绝缘包覆层的厚度随着异丙醇铝添加量的增加而增大,当异丙醇铝添加量为5 g时,Al_2O_3绝缘包覆层表面最为均匀完整。磁性能分析表明,FeNiMo@Al_2O_3软磁复合材料的有效磁导率随着频率的增高而下降,且Al_2O_3绝缘层越厚起始磁导率越低。交流测量仪测得的损耗表明FeNiMo@Al_2O_3软磁复合材料的损耗随着绝缘包覆层的厚度增大而降低。

    2023年01期 v.54;No.266 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1368K]
  • 考虑死区时间的磁集成LLC变换器设计

    班鹏程;谢运祥;王宗友;

    介绍了磁集成LLC变换器的电路结构及其等效模型,给出了参数设计方法及步骤。基于基波近似法推导了电压增益表达式和临界增益表达式,分析了运行状态对死区时间的影响。给出了利用漏感实现磁集成设计的变压器结构,实现了磁集成变压器中谐振电感的设计。制作了一台峰值效率达95%,功率为180 W的样机,验证了所提方法的有效性。

    2023年01期 v.54;No.266 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K]
  • 石榴石旋磁铁氧体/介质陶瓷高温共烧复合基板过渡区分析

    杨菲;谢斌;任仕晶;黄旭;赵文静;张远;

    采用普通陶瓷工艺制备石榴石旋磁铁氧体/介质陶瓷高温共烧复合基板,分析了过渡区物相组成与微观结构。通过SEM、XRD和TEM测试表征,分析了元素扩散情况、晶体结构、晶面指数和晶面间距,考察了不同过渡区的物相组成和元素分布。研究发现在近陶瓷侧过渡区元素扩散反应较为剧烈,元素分布不均匀,形成了新的物相Mg_(1.8)Ti_(1.1)O_4和Mg_2TiO_4,扩散反应对铁氧体侧晶体结构影响较小。

    2023年01期 v.54;No.266 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1522K]
  • 成型压力和脱模剂添加量对FeNiMo磁粉芯磁导率和损耗的影响

    杨江;熊政伟;王雨;杨陆;管弦;曹林洪;王进;杨斯诺;杨栋;

    采用溶胶-凝胶法实现对FeNiMo的SiO_2绝缘包覆后制备磁粉芯,考察了硬脂酸锌脱模剂和粉芯成型压力对粉芯磁导率和功率损耗的影响。结果表明,在100 mT/100 kHz条件下,脱模剂的添加对粉芯的磁滞损耗影响较小,对涡流损耗的影响较大。添加适量的硬脂酸锌可提高粉芯的密度和电阻率。随着成型压力增大,粉芯密度逐渐增大,电阻率逐渐降低,导致涡流损耗显著增高。对于不同压力成型的样品,总损耗主要来源于磁滞损耗,这主要由粉芯的矫顽力所决定的。经过优化后的硬脂酸锌添加量为0.25 wt%,成型压力为10 MPa,对应的有效磁导率和总损耗分别为56.8和709.7 kW/m~3 (100 mT/100 kHz)。相比于其它的SiO_2包覆的磁粉芯,经过本实验优化的脱模剂添加量和成型压力制备的FeNiMo粉芯,具有更高的有效磁导率和更低的总损耗。

    2023年01期 v.54;No.266 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1699K]
  • 喷油器用超磁致伸缩致动器结构设计及输出特性实验研究

    荣策;何忠波;薛光明;刘国平;

    根据非直驱式高压共轨电控喷油器的驱动需求,设计了喷油器用超磁致伸缩致动器(GMA),完成了GMA样机制作和输出性能测试。首先,采用GMM筒与“T”形输出杆嵌套配合的结构形式,设计了喷油器用GMA,通电时可输出上行位移;然后,将GMA划分为三个功能模块,依据设计需求,计算了各模块主要部件结构参数的约束条件,确定了GMA的主要尺寸参数;最后,对GMA输出特性进行了试验测试。结果表明:设计的GMA稳态位移大于40μm,在工作频率范围内,输出位移较为稳定,位移-电流迟滞较小;在专用电源驱动下,响应时间短于1 ms,满足预期设计需求。

    2023年01期 v.54;No.266 50-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K]
  • 纳米SiO2包覆对温压FeSiB非晶磁粉芯软磁性能的影响

    徐永春;徐辉元;冯龙成;钟涛;刘卓荣;梁岳培;

    为了改善有机粘结剂在粉末颗粒表面形成的绝缘包覆膜在热处理过程中易破损的现象,引入纳米SiO_2作为绝缘剂弥补这一缺陷,研究纳米SiO_2的添加量对磁粉芯性能的影响。结果表明:在120℃、800 MPa的温压成形条件下,随着纳米SiO_2的添加量增加,磁粉芯的磁导率逐渐下降;且在测试频率为50~2000 kHz范围内,磁粉芯的有效磁导率μ_e均具有良好的频率稳定性;在测试频率为50~400 kHz范围内,磁粉芯的磁损耗P_s和矫顽力H_c随着频率的增高而增高,且添加量越多,磁损耗和矫顽力均越低。当纳米SiO_2的添加量为2.0 wt%时,磁粉芯有相对较好的软磁性能。

    2023年01期 v.54;No.266 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
  • 射频隔离器高功率密度负载焊接可靠性

    奉林晚;陈禹伽;李小梅;

    射频隔离器大功率密度负载在工作时,需要承受功率信号带来的温度冲击。良好的负载焊接质量可以提高负载的可靠性,负载焊接的可靠性又直接影响隔离器的可靠性,因此深入研究负载焊接机理十分必要。首先对极限工作条件下针对隔离器不同厚度IMC层进行热-力耦合仿真分析和可靠性预估,然后从原材料、印锡工艺、焊接方式三方面分析其对焊接风险的影响。结果表明,通过对焊接工艺进行优化,IMC层连续、致密、均匀,空洞率低于20%;可靠性试验结果表明,未出现打火、击穿现象,负载未出现裂纹;同时电性能无异常,满足性能指标要求。

    2023年01期 v.54;No.266 65-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1431K]
  • 可拓展增压单元的高增益耦合电感组合Buck-Boost-Sepic变换器原理与设计

    荣德生;周胜雨;孙瑄;

    提出一种适用于光伏系统、可扩展倍压单元的高增益耦合电感组合Buck-Boost-Sepic变换器。此变换器是由Buck-Boost变换器与Sepic变换器组合,并将储能电感设计成耦合电感并构成倍压单元。变换器不仅得到了理想的电压增益,而且复用电容与二极管形成了无源钳位支路,将漏感能量吸收,阻止了与开关管寄生电容一起引发的谐振,抑制了开关管电压尖峰,降低了开关管的电压应力。分析了变换器的工作原理,给出了变换器的各项性能参数和扩展倍压单元的变换器一般拓扑结构。最后,变换器理论设计的正确性由一台搭建的200 W实验样机得到了验证。

    2023年01期 v.54;No.266 70-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K]
  • 用高纯和普通氧化铁制备的高磁导率NiZn铁氧体材料结构与性能对比

    朱晏军;聂敏;

    用传统的陶瓷工艺、采用不同氧化铁原料制备高磁导率镍锌(NiZn)铁氧体材料,系统研究了氧化铁的纯度、杂质、比表面积、粒度、微观结构等差异及其对所制备的铁氧体材料电磁性能、显微结构、机械性能的影响。结果表明,基于合理的配方,采用高纯氧化铁原料在1150℃下烧结,可得到100 kHz下起始磁导率为3000的镍锌铁氧体材料,其磁通密度为286 mT,居里温度为100℃,密度为5.32 g/cm~3,机械强度为280 N;晶粒正常生长、晶界分明、晶粒尺寸均一,材料性能最优。

    2023年01期 v.54;No.266 79-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K]
  • 基于Cauer网络的功率电感高频涡流损耗模型

    洪扬;谢文轩;陈格恩;周岩;

    高频下磁芯涡流损耗与频率之间呈现非线性关系,传统的磁芯涡流损耗模型在高频下不再适用,在结合传统磁芯涡流模型和Cauer梯形网络的基础上,研究了基于Cauer模型的功率电感高频涡流损耗建模方法。通过构建磁芯阻抗函数描述磁芯材料中涡流损耗与频率的关系,构建磁芯阻抗Cauer Ⅰ梯形网络,并通过Euclidean算法迭代求出Cauer Ⅱ梯形网络中的参数。对磁芯3C90进行磁芯阻抗Cauer Ⅱ网络构建,在相应条件下对该网络进行仿真,仿真结果表明,磁芯阻抗Cauer网络不仅对磁芯电感系数的高频特性的拟合结果良好,且基于Cauer网络的涡流损耗仿真的功率损耗与实际测量的功率损耗接近,故基于Cauer网络的磁芯涡流损耗模型能有效预测非正弦激励下的磁芯涡流损耗。

    2023年01期 v.54;No.266 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
  • 钝化剂加入量对铁硅粉末绝缘包覆形貌及磁芯损耗的影响

    李伟健;段金柱;邢冰冰;盖鹏祥;

    以气雾化铁硅粉末为原料,利用自制的复合钝化剂对粉末进行不同条件钝化,并压制成磁(芯)环。采用扫描电镜观察钝化粉末的表面形貌,并测试磁环性能。结果表明,粉末经过复合钝化后,可以形成絮状的绝缘包覆膜层。钝化粉末压制的磁环密度、磁导率随着钝化剂加入量的增加而降低,直流叠加随着钝化剂加入量的增加而增加。磁芯损耗随着钝化剂加入量的增加先降低后升高,低频损耗低至550 kW/m~3,以磁滞损耗为主。铁硅材料损耗较高,因此采用损耗分离进行数据拟合误差较小。铁硅磁芯室温及高温条件下损耗接近,说明损耗的温度稳定性比较好。

    2023年01期 v.54;No.266 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K]
  • 一种深空探测器功分网络的可靠性仿真分析

    李鹏;朱家辉;丁敬垒;尹久红;

    针对一种用于深空探测器的功分网络,结合加速度、振动和冲击环境试验条件,对其进行应力和热仿真分析,以考察其可靠性。应力仿真结果表明,在多种振动形式下,最大应力均出现在腔体盖板的边缘,安全裕度满足设计要求。对功分网络提出了四点热设计措施,四倍拟定功率热仿真表明器件满足热设计要求。针对深空探测器复杂的振动形式和较宽的温度变化,采用铜带焊接的端口软连接方法,提升器件的可靠性。

    2023年01期 v.54;No.266 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]

综述·动态·评论

  • 磁流变弹性体力学性能与磁流变效应研究进展

    李刚;陈颀;胡国良;余雷;喻理梵;朱文才;

    磁流变弹性体是近些年兴起的新型智能材料,它由软磁性颗粒分散在聚合物基体中组成,其刚度、阻尼力和剪切模量等性能会随着外加磁场的改变而产生相应变化。在磁流变弹性体中,对其力学性能和磁流变效应的影响不仅仅只有外加磁场;弹性体的基体材料,基体粘度,铁磁性颗粒的大小、组成、分布和浓度以及添加剂都是其影响因素。主要综述了磁流变弹性体的力学性能与磁流变效应,以及对磁流变弹性体的力学性能与磁流变效应的影响因素进行了分析。

    2023年01期 v.54;No.266 98-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1540K]
  • 永磁铁氧体材料发展现状与研究进展

    陈羽峰;徐斌;周玉娟;刘兰明;林玉明;张敏;吴金甜;钟寿国;

    永磁铁氧体材料因具有良好的磁性能以及高性价比等优点而获得了广泛应用。从时间上纵向介绍了永磁铁氧体的发展,并分析其现状,进行了国内外的横向对比。在原料方面,对比了三种原料的优劣,并指出超纯铁精矿制备中高端永磁铁氧体预烧料是我国磁材行业的发展新趋势。此外还简要介绍其几种制备方法,从离子取代、添加剂的优化组合、工艺改进与设备优化三个方面阐述了永磁铁氧体高性能化的基本途径。最后介绍了永磁铁氧体的应用,综合前面所综述的内容,多维度地为永磁铁氧体材料的发展作总结和展望。

    2023年01期 v.54;No.266 108-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1271K]

  • 专利集锦

    电专;

    <正>一种具有低热滞的锰铁基磁制冷材料及其制备方法和应用公开号:CN110880391A公开日:2020.03.13申请人:内蒙古科技大学本发明属于制冷技术领域,公开了一种具有低热滞的锰铁基磁制冷材料及其制备方法和应用,所述具有低热滞的锰铁基磁制冷材料由硬磁粉和含有锰、铁的混合粉末烧结制作而成;所述硬磁粉由钕铁硼、钐钴、钐铁氮硬磁体中的一种或几种构成;

    2023年01期 v.54;No.266 119-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1019K]
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原材料:宝钢磁业、春光磁业、金拿迪
装备制造:天通吉成、大正电子、麦格雷博、红铭硬质合金有限公司
检测设备仪器:天恒测控、上海爱硕、力田磁电
磁性材料:天通控股、新康达、自贡江阳、南通冠优达磁业股份有限公司、广东泛瑞新材料公司