磁性材料及器件 2022 第5期:版权页

研究·分析·实验

  • 磁场取向片状铁硅铝磁粉复合膜制备及其电磁特性

    罗港涛;李享成;覃维;王鲜;冯则坤;龚荣洲;

    结合旋转磁场取向和流延工艺制备了片状Fe-Si-Al磁粉/聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)系列复合膜,对样品的微观形貌、静态和动态磁性能进行了表征,分析取向磁场对复合膜的磁导率(μeff)和品质因数(Q)影响。结果表明:片状Fe-Si-Al磁粉在复合膜面内高度取向分布,复合膜具有显著的磁各向异性。随着取向磁场从0增大至40 Oe时,复合膜的有效磁导率和品质因数均有较大幅度提高,但进一步增至60 Oe时二者的提高幅度明显减小;复合膜磁粉含量为86 wt%、取向磁场大小为60 Oe时,复合膜的有效磁导率(1 MHz处)和品质因数峰值分别为166和29.8;随着取向磁场的增大,复合膜直流偏置性能略有降低;高度取向片状Fe-Si-Al磁粉/聚合物复合膜表现出较好的高频电磁性能。

    2022年05期 v.53;No.264 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1745K]
  • 基于超磁致伸缩作动器的高速列车主动悬挂垂向振动控制研究

    孟建军;叶晓宇;刘洋;胥如迅;陈晓强;张善儒;

    为抑制列车垂向振动提高其运行平稳性,建立基于超磁致伸缩作动器系统的高速列车主动悬挂半车六自由度模型,轨道线路激励选择德国低激扰轨道谱。对超磁致伸缩作动器系统动力学建模,求解输出做动力与输出位移、输入电流的关系。通过设计模糊控制器和模糊PID控制器,利用Matlab2019b/Simulink仿真得出主动悬挂垂向加速度和前、后构架作动力的范围曲线。参照列车平稳性指标计算标准,求解验证得出基于超磁致伸缩作动器系统的主动悬挂模糊PID控制的减振效果,优于被动控制和模糊控制。

    2022年05期 v.53;No.264 6-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K]
  • 复合基底磁流变脂在剪切模式下的流变特性

    张家俊;叶绪丹;汪辉兴;张广;王炅;

    为了探究不同比例、不同黏度的复合基础底液的磁流变脂在剪切模式下的流变特性,以商用润滑脂与运动黏度分别为50 mm2/s、350 mm2/s和500 mm2/s的二甲基硅油,按照1:1、2:1、3:1的比例制备了5组70 wt%羟基铁粉的复合基底磁流变脂。利用安东帕公司MCR-302流变仪,在稳态剪切条件下研究了不同二甲基硅油黏度与不同润滑脂-二甲基硅油比例的磁流变脂的黏度、剪切应力随线圈电流强度和稳态剪切速率的变化。结果表明,复合基底磁流变脂的黏度与剪切应力随线圈电流增大而增长,增长速率先快后慢,最后趋于稳定;在线圈电流一定时,较高的基础底液黏度与较大比例的润滑脂组分都会增大磁流变脂的黏度与剪切应力。以Herschel-Bulkley本构模型拟合复合基底磁流变脂的流变曲线,得到组号MRG-500c磁流变脂磁致屈服应力为11.54 kPa。在振荡剪切条件下分析了MRG-500c的黏弹特性,发现线性黏弹区间为0~0.02%,并计算MRG-500c的相对磁流变效应达9025%。

    2022年05期 v.53;No.264 13-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1698K]
  • Sendust软磁合金薄片表面原位生长的CoFe@C-MOF及其吸波性能

    李萌;段本方;程宗辉;陈云鹏;刘俊岑;

    合理引入金属有机骨架MOF材料,通过控制实验条件,成功地在Sendust片表面生长了不同含量的CoFe@C颗粒。通过电磁性能测试,分析不同CoFe@C@Sendust样品在0.1~18 GHz下的电磁参数,发现包覆CoFe@C颗粒含量可以有效调节Sendust复合吸收剂介电常数和磁导率。同时,通过引入CoFe@C颗粒,CoFe@C@Sendust复合吸收剂的介电损耗能力和阻抗匹配也得到了显着提高。根据吸波性能分析结果,在Sendust薄片上包覆CoFe@C可以实现4.5 GHz的有效吸收带宽和-56.5 dB的反射损耗,相比于纯Sendust片,CoFe@C@Sendust复合吸收材料的吸波性能得到显著增强。

    2022年05期 v.53;No.264 22-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2254K]
  • 磁致伸缩铁氧体材料的声学磁力谐振效应研究

    王天阳;王字健;翁雨燕;汤如俊;

    部分铁氧体材料凭借其优良的磁致伸缩效应,能有效地将电磁能转化为机械能和声能。针对这一现象,首先建立了磁力谐振力学模型,预测了磁声共振现象的特征。其次利用铁氧体棒磁声实验装置定量研究了镍锌和锰锌铁氧体棒在交流磁场信号下的磁致伸缩现象,基于前人的实验成果进一步采集了不同频率下的磁声信号,结合前文Jiles-Atherton磁滞模型系统研究了交流磁场频率、铁氧体棒的长度、材料类型、线圈电压等实验变量对铁氧体棒磁声共振现象的影响。研究结果表明理论模型与实验结果符合较好。目前强磁场下的磁性测量还有待进一步发展和完善,希望可以通过利用J-A磁滞与铁氧体磁致伸缩效应的结合给出新的思路。

    2022年05期 v.53;No.264 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K]

工艺·技术·应用

  • 滑环轴向移动距离对温控永磁式磁流变传动性能的影响

    巩杭;胡光晖;黄金;

    针对磁流变液传动装置高温下需提升传动转矩的要求,提出了一种通过温度场控制形状记忆合金弹簧驱动永磁体改变磁流变液工作区域的磁感应强度,从而改变传递转矩的传动方法。使用Maxwell软件,分析了传动装置在不同的轴向滑环移动距离时的磁力线分布和磁感应强度,并得出磁流变液产生的转矩与温度的关系,以及轴向滑环位移距离和传递转矩的关系。研究结果表明,温度从70℃上升至100℃,传递转递的转矩从6.32 N·m上升至16.15 N·m,上升趋势接近于线性,所以得出结论:随着温度的升高,装置传递转矩增大。

    2022年05期 v.53;No.264 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1776K]
  • 基于无齿极靴结构的磁性液体密封耐压仿真分析

    刘嘉伟;李德才;

    作为磁性液体最成熟的应用之一,磁性液体密封的极齿结构易出现因安装和转轴跳动而剐蹭损坏的问题,且常用的极齿结构因尺寸微小,还存在加工工艺差和大间隙下密封性能差的问题,从而导致密封失效。为了解决上述问题,首次提出使用环形导磁片和不导磁片交替放置的无齿磁性液体密封结构,新型密封的结构优势明显,经ANSYS仿真计算,并与经典磁性液体密封进行了对比,发现新结构具有一定的耐压能力,可以替代磁性液体密封的经典结构;随后运用Design-Expert统计工具对无齿磁性液体密封进行优化设计,为无齿磁性液体密封的设计提供参考方案。该方法设计出的无齿磁性液体密封在工程中已有成功应用,密封良好,可靠性高。

    2022年05期 v.53;No.264 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1362K]
  • 5G通讯小型化集总参数隔离器设计

    冯楠轩;杨勤;张华峰;胡艺缤;

    针对5G通讯小型化应用需求,改变结构形式,研制了一种超小型集总参数型隔离器。相对于传统的分布参数式隔离器,这种隔离器体积缩小95%以上,核心思路为采用集总参数元件代替更大尺寸的分布参数电路。通过原理设计和仿真分析,最后成功制作了器件样品。隔离器的工作频率为1805~1880 MHz,外形尺寸为5×5×2.5mm,电压驻波比小于1.3,插入损耗小于0.45 d B,隔离度大于18 dB。该器件尺寸小,装配方便,性能参数优良,可望广泛应用于通讯系统。

    2022年05期 v.53;No.264 52-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K]
  • 电热形状记忆合金驱动的磁流变液离合器传动性能研究

    丁平;刘明;黄金;

    为解决单一圆筒式磁流变液离合器转动转矩过小的问题,提出了一种电热形状记忆合金驱动的圆筒-圆盘式磁流变液传动方法,利用形状记忆合金的热驱动特性使磁流变液的工作间隙由单一圆筒变成圆筒-圆盘多工作间隙,提高了传动性能;基于形状记忆效应,得出了电热形状记忆合金推力与温度的关系;通过磁场有限元分析,得出了圆筒-圆盘磁流变液传动装置的磁场强度及分布情况;基于Bingham模型,得出了磁流变液传动转矩与磁场强度、结构尺寸等参数的关系。研究结果表明:圆筒-圆盘式磁流变液传动装置传递的转矩比单一的圆筒式磁流变液传动装置传递的转矩提升了42%。

    2022年05期 v.53;No.264 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1898K]
  • 无线充电系统线圈电感解析计算方法及验证

    邵翔宇;程福临;孙路成;

    在无线充电系统耦合线圈下方引入磁芯的基础上,通过理论推导,得到线圈电感和互感的计算公式。采用Ansys建立耦合线圈三维模型,通过仿真计算得到其电感值和互感值,绕制了无线充电系统耦合线圈实物,采用数字电桥对引入磁芯的线圈进行测试,得到其电感值和互感值并与计算值进行对比。线圈电感、互感计算值相对于有限元仿真值的最大偏差分别为9.0%、3.3%,线圈电感、互感计算值相对于测量值的最大偏差分别小于5.8%、13%,有限元仿真和测试验证了所提出的无线充电系统线圈自感互感计算方法的正确性。

    2022年05期 v.53;No.264 62-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1579K]
  • 大功率差相移铁氧体隔离器散热关键因素分析

    张志红;李鹏;朱家辉;王斌;郭刚;

    散热效率是影响大功率差相移式隔离器性能和可靠性的关键性因素。通过仿真分析了相移式隔离器移相段的温升,研究了影响差散热的主要因素。结果表明,胶层导热系数、胶层厚度、铁氧体厚度、插入损耗值是影响移相段温升的主要因素,这其中最重要的因素为胶层的导热系数。因此,改善差相移上铁氧体的粘接工艺,保证其散热效率,可有效保证大功率差相移式隔离器的可靠性。

    2022年05期 v.53;No.264 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K]
  • 纤维填充量和长径比对多晶铁纤维吸波涂层反射率的影响

    李立星;杨永健;祝治均;

    以多晶铁纤维为吸收剂制备了8~18 GHz波段吸波涂层,重点研究了吸波涂层中多晶铁纤维填充量及长径比对吸波特性的影响,并探讨吸波机理。结果表明,多晶铁纤维吸波涂层具有轻质强吸收特性,填充有17wt%多晶铁纤维的1 mm厚吸波涂层在14.15 GHz处吸收峰值达-50.28 dB,强吸收主要来源于干涉相消作用,且可通过改变填充的多晶铁纤维长径比调控吸波涂层最佳吸收频点,有望用于设计制备宽频吸波涂层。

    2022年05期 v.53;No.264 73-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1170K]
  • 传输线变压器原理与宽频带设计

    吴天强;张峰平;杨静;张超;张大伟;

    通过对变比为1:1的传输线变压器在高频、低频状态下的工作模式进行分析,给出了工作条件,为传输线变压器的宽频带设计提供了设计依据。最后用传输线变压器原理设计制作了一款宽频带(3 dB带宽为0.075~500 MHz)变压器,给出了传输线特性阻抗、磁心、导线型号以及匝数的计算方法。3 dB带宽内,器件实测插入损耗小于0.5 dB。

    2022年05期 v.53;No.264 78-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 871K]
  • 添加巴西棕榈蜡的铁硅铬/环氧树脂塑封料的显微结构及磁性能

    王帅;乔梁;郑精武;蔡伟;应耀;余靓;李涓;李旺昌;车声雷;

    采用熔融挤出和热压成型方法制备了添加巴西棕榈蜡的铁硅铬/环氧树脂塑封料,用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪、LCR测试仪和交流磁性自动测量仪研究了巴西棕榈蜡对铁硅铬/环氧树脂塑封料密度、显微结构、磁导率、磁损耗的影响规律。结果表明,巴西棕榈蜡会以小液滴(尺寸小于5μm)形式弥散分布于固化的环氧树脂间,二者有着清晰的两相边界。由于巴西棕榈蜡的润滑作用和弥散分布,对样品磁性能有着复杂影响,当棕榈蜡的含量相同时,塑封料密度和磁导率随铁硅铬磁粉含量的增加而增高,磁损耗下降;当磁粉含量相同(90 wt%)、棕榈蜡含量从0增加1.14%时,塑封料密度、磁导率和磁损耗亦有提高。

    2022年05期 v.53;No.264 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 2346K]
  • 抛光介质对微波铁氧体基片表面粗糙度及隔离器插损的影响

    廖杨;孔伟;陈建杰;印杰;

    采用金刚石、氧化铝粉抛光磨料搭配聚氨酯、压缩纤维、阻尼布抛光垫等抛光介质对微波铁氧体基片分别进行抛光工艺实验,对比不同抛光磨料和抛光垫对基片表面粗糙度的影响。结果表明,磨料、抛光垫的类型相同的情况下,磨料粒径越小,抛光后基片表面粗糙度越低;磨料粒径相同的情况下,磨料硬度越高,抛光后基片表面粗糙度越低;相同磨料情况下,抛光垫硬度越高,基片表面粗糙度越小,且基片表面一致性也越好。综合比较,可确定微波铁氧体基片适宜的抛光工艺方式为:采用粒径1μm的金刚石磨料搭配聚氨酯抛光垫进行抛光,基片表面粗糙度Ra为0.019~0.022μm。在隔离器中的应用表明,微波铁氧体基片表面粗糙度越小,隔离器插入损耗越小。

    2022年05期 v.53;No.264 88-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1077K]
  • 轧制成型用高性能Sr-M型铁氧体磁粉研磨工艺研究

    王继全;孙威;王剑锋;魏汉中;谢光环;张鹏杰;胡国辉;李青华;王倩;刘辉;李炳山;崔接武;

    常规一次研磨工艺制得轧制成型用Sr-M型粘结铁氧体磁粉存在粒度分布宽、细粉比例较高等问题,而采用分段研磨工艺可以使磁粉粒度分布更加集中,超细粉比例降低,同时显著提高研磨效率,使电耗降低25%以上。得益于突出的粉体特性,采用分段研磨制备的磁粉磁性能更加优异。通过调整分段研磨工艺条件,可以分别获得高剩磁产品(B_r=275 m T,H_(cj)=302 k A/m)和高矫顽力产品(B_r=267 m T,H_(cj)=345 k A/m)。

    2022年05期 v.53;No.264 92-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K]
  • 基于EWT-HHT和径向漏磁的PMSM局部退磁故障诊断

    周绍纬;余银犬;高海喜;陈齐平;王伟;刘鹏;

    永磁同步电机(PMSM)的退磁故障限制了其在高可靠性装备中的广泛应用,如何及时检测PMSM的退磁故障显得非常重要。针对检测PMSM退磁故障引起的径向漏磁信号幅值较小且在处理中易出现端点效应的难题,提出了一种将经验小波变换(EWT)和Hilbert-Huang变换(HHT)结合的方法进行PMSM局部退磁故障诊断。首先采用多项式差值对径向漏磁信号进行全局趋势变换,放大其特征。随后采用极值滤波的方式进行EWT分解,通过分解后的本征模态函数(imf)的幅值判断退磁发生与否。最后通过对各次imf进行Hilbert-Huang变换得到的HHT图判断退磁故障发生的具体位置。研究结果表明该方法与经验模态分解(EMD)相比有效规避了端点效应和模态混叠,且具有良好的准确性,可以判断局部退磁故障的发生及其发生位置。

    2022年05期 v.53;No.264 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2940K]
  • P波段星载探测器功分网络原理与仿真设计

    丁敬垒;尹久红;李鹏;冯楠轩;

    针对一种可用于星载卫星上的功分网络设计要求,提出了一种立体组合型电桥设计。首先设计180°电桥和3 dB电桥,然后将其组合成功率一分为四、相邻相移相差90°的功分网络。3 dB电桥通过级联方式,扩展了带宽。同时,通过改变三层电路之间铜带搭接的长度来实时调整相位,提高了器件的相位一致性。这种设计方案将电路由平面方式转化为堆叠的立体模型,在结构上得到了优化。所研发的功分网络在P波段内工作良好,各项性能指标均满足设计要求。

    2022年05期 v.53;No.264 105-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]

综述·动态·评论

  • 限矩型永磁耦合器的结构、原理、功能及应用

    王玉良;李和良;吴为明;阮森杰;

    作为一种新型柔性传动装置,限矩型永磁耦合器具有软启动、过载保护与消除振动功能。给出了它的结构,揭示了永磁体磁场与感应磁场复合作用原理,分析了软启动与限矩原理。从样机的实验测试数据曲线及破碎机、输送机应用案例来说明限矩型永磁耦合器的优异性能。

    2022年05期 v.53;No.264 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 918K]
  • 粉末注射成形技术在烧结永磁铁氧体中的应用

    李青华;王继全;孙威;赵欣;贾立颖;李志宏;王倩;刘荣明;李炳山;

    综述了粉末注射成形技术PIM (Powder Injection Molding)在永磁铁氧体领域的应用状况和研究进展,详细介绍了注射成形烧结永磁铁氧体制备技术的工艺特点,总结了黏合剂体系及其脱脂技术的研究成果,最后对该技术领域目前存在的问题和发展方向进行了探讨和展望。

    2022年05期 v.53;No.264 115-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]

  • 专利集锦

    电专;

    <正>一种两步扩散法制备高性能双主相烧结混合稀土铁硼磁体的方法公开号:CN110853854A公开日:2020.02.28申请人:北京工业大学一种两步扩散法制备高性能双主相烧结混合稀土铁硼磁体的方法,属于稀土磁性材料制备技术领域。两种主相合金的成分分别为RE-Fe-B (RE为Nd或Pr)和(Nd,MM)-Fe-B,MM为混合稀土。

    2022年05期 v.53;No.264 120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K]
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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