軟磁復合材料是目前國際上新興的一種軟磁材料,如何減小鐵粉的內應力,發(fā)揮出應有的磁性能是研究的焦點。本文以研制可高溫去應力退火的新材料體系為目標,采用溶膠凝膠法及粉末冶金方法制備了鐵/鈉鈣硅酸鹽玻璃軟磁復合材料。利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、軟磁測試系統(tǒng)、電子拉伸試驗機和熱膨脹儀等分析測試手段,對復合材料的微觀組織及性能進行了研究。分析鐵粉的平均粒徑、體積分數(shù)、退火溫度對鐵/鈉鈣硅酸鹽玻璃軟磁復合材料熱膨脹行為、電學、磁學和力學性能的影響機理。設計制備出國際上目前已有的性能最優(yōu)的復合材料,并對軟磁復合材料和硬磁復合材料的未來進行了展望。本文通過理論計算和熱膨脹系數(shù)的測試,最終確定了制備鐵/鈉鈣硅酸鹽玻璃軟磁復合材料的玻璃相成分及配比為Si O2 54wt%、Na2O 41wt%、Ca O 5wt%,并比較了不同偶聯(lián)劑對鐵粉包覆Si O2膜的效果,最終確定了硅烷偶聯(lián)劑KH550作為給鐵粉包覆Si O2膜的偶聯(lián)劑。然后對鐵/鈉鈣硅酸鹽玻璃軟磁復合材料的制備方法進行了比較,確定使用溶膠凝膠法給鐵粉包覆Si O2膜和硅酸鹽玻璃干凝膠,并采用冷壓配合退火處理的方式制備軟磁復合材料...

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 磁性材料
    1.3 軟磁材料
        1.3.1 金屬軟磁材料
        1.3.2 鐵氧體軟磁材料
        1.3.3 軟磁復合材料
        1.3.4 軟磁復合材料與傳統(tǒng)軟磁材料的比較
    1.4 軟磁復合材料性能的影響因素
        1.4.1 軟磁粉末的對材料性能的影響
        1.4.2 絕緣層對軟磁復合材料性能的影響
        1.4.3 制備過程對軟磁復合材料的影響
    1.5 軟磁復合材料的性能
        1.5.1 軟磁復合材料的磁性能
        1.5.2 軟磁復合材料的力學性能
    1.6 存在的問題及發(fā)展趨勢
    1.7 本文的研究目的和主要研究內容
第2章 材料及試驗方法
    2.1 軟磁復合材料的原材料
    2.2 微觀組織及結構的觀察
        2.2.1 鐵粉的粒度觀察
        2.2.2 復合材料的微觀組織觀察
    2.3 軟磁復合材料的性能測試
        2.3.1 密度測試
        2.3.2 熱膨脹系數(shù)的測試
        2.3.3 差熱及失重分析
        2.3.4 軟磁復合材料的殘余應力測試
        2.3.5 物相分析
        2.3.6 復合材料的直流電阻率的測試
        2.3.7 軟磁復合材料的直流磁性測試
        2.3.8 軟磁復合材料的鐵損測試
        2.3.9 軟磁復合材料的彎曲強度測試
        2.3.10 軟磁復合材料的斷裂韌性測試
第3章 軟磁復合材料的設計及制備
    3.1 引言
    3.2 軟磁復合材料的設計思路
        3.2.1 磁性粉末的選擇
        3.2.2 絕緣層的設計思路及選擇
    3.3 軟磁復合材料的制備
        3.3.1 絕緣層的制備方法
        3.3.2 復合材料的制備方法
    3.4 軟磁復合材料的制備方法及成分配比的優(yōu)化
        3.4.1 軟磁復合材料的制備方法優(yōu)化
        3.4.2 軟磁復合材料的成分配比的優(yōu)化
    3.5 本章小結
第4章 鐵/玻璃軟磁復合材料的微觀組織與物理性能
    4.1 引言
    4.2 材料的微觀組織
        4.2.1 鐵粉的形貌和三種平均粒徑分布
        4.2.2 軟磁復合材料的微觀結構
        4.2.3 Fe粉內的顯微組織
        4.2.4 界面的顯微組織
        4.2.5 復合材料中的玻璃相
    4.3 鐵/玻璃軟磁復合材料的物理性能
        4.3.1 復合材料的密度
        4.3.2 復合材料的致密度
        4.3.3 復合材料的熱膨脹系數(shù)
        4.3.4 復合材料的熱殘余應力計算
        4.3.5 復合材料的殘余應力
        4.3.6 復合材料的直流電阻率
    4.4 本章小結
第5章 鐵/玻璃軟磁復合材料的靜態(tài)磁性能和磁損耗
    5.1 前言
    5.2 鐵/玻璃軟磁復合材料的靜態(tài)磁化曲線
    5.3 鐵/玻璃軟磁復合材料靜態(tài)磁化過程的影響因素
        5.3.1 鐵粉對復合材料磁化過程的影響
        5.3.2 復合結構對復合材料磁化過程的影響
    5.4 鐵/玻璃軟磁復合材料的靜態(tài)磁性能
        5.4.1 最大磁導率
        5.4.2 飽和磁感應強度
        5.4.3 矯頑力
        5.4.4 剩余磁感應強度
    5.5 鐵/玻璃軟磁復合材料的磁損耗
        5.5.1 磁損耗的分類
        5.5.2 軟磁復合材料的磁損耗因子
        5.5.3 軟磁復合材料磁損耗的規(guī)律及其影響因素
        5.5.4 不同文獻報道的軟磁復合材料的對比
    5.6 本章小結
第6章 鐵/玻璃軟磁復合材料的斷裂行為與力學性能
    6.1 引言
    6.2 鐵/玻璃軟磁復合材料的斷裂行為
        6.2.1 鐵/玻璃復合材料的斷裂過程觀察
        6.2.2 原位彎曲斷口的觀察
        6.2.3 斷裂過程分析
    6.3 鐵/玻璃復合材料的力學性能
        6.3.1 鐵/玻璃復合材料的彎曲強度曲線
        6.3.2 鐵/玻璃復合材料的斷口
        6.3.3 鐵/玻璃復合材料的彈性模量
        6.3.4 鐵/玻璃復合材料的彎曲強度
        6.3.5 鐵/玻璃復合材料的斷裂韌性
    6.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3827789