一、纳米晶软磁材料及其应用（论文文献综述）
郭瑞[1]（2021）在《具有优异高频磁导率的Fe基纳米晶合金的制备及其组织结构和磁性能的研究》文中研究表明Fe-Si-B-Cu-Nb纳米晶软磁合金（Finemet）因其具有低矫顽力（Hc）、高磁导率（μe）、低铁损、低磁致伸缩系数等特性,作为变压器、传感器、电流互感器等器件的铁心材料得到了广泛应用。随着现代电力电子元件向高频化方向发展,要求铁心材料具有更好的高频磁性能。为满足电力电子设备的发展需求,本工作对Finemet系纳米晶合金的成分及退火工艺进行了优化、改进,以研发出具有优异高频μe纳米晶合金及其退火工艺。系统调查了改变Si和Nb含量对Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金急冷合金的结构、热性能、结晶化结构、磁性能和电阻率（ρ）的影响,优化了合金成分。在此基础上,进一步考察了C元素添加对合金结构和性能的影响规律,并对比研究了不同退火工艺（冷却方式、保温时间,多步退火）对纳米晶合金结构和磁性能的影响。讨论了合金成分及退火工艺影响纳米晶合金结构和磁性能的机理。本文得到的主要结论如下:1、Fe73.5SixB22.5-xCu1Nb3（x=13.5-16.5）急冷合金均为完全非晶结构,经适当温度热处理后,在非晶基体中均析出纳米α-Fe（Si）晶相。适量增加Si含量可细化纳米晶合金的结构并显着提高其高频μe。当Si量为14.5 at.%时,其α-Fe（Si）平均晶粒尺寸（D）、μe@10k Hz和μe@100k Hz分别为11.9 nm、30800和19200,优于Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金的13.3 nm、28700和18700。2、增加Fe73.5Si14.5B8Cu1Nb3合金中的Nb量可提高急冷非晶合金热稳定性,细化热处理后合金的组织结构,提高纳米晶合金的高频μe。Nb量为3.5 at.%合金的D、Hc和μe@100k Hz分别达到10.7 nm、0.7 A/m和22400。3、在Fe73.5Si14.5B8Cu1Nb3合金中添加适量的C,可提高合金的饱和磁感应强度（Bs）和高频μe。当C量为0.5 at.%时,合金的Bs从1.25 T提高到1.26 T,μe@10k Hz和μe@100k Hz分别增至32500和24600。纳米晶合金高频μe的提高主要归因于添加C引起的合金ρ的增加。4、相比于空冷和炉冷,经水淬后得到的Fe73.5Si14.5B8Cu1Nb3合金具有更加微细的纳米晶结构和更优的高频μe。延长热处理保温时间也有利于高频μe的提高。通过高温预处理与低温热处理相结合的多步退火工艺,可将纳米晶合金的μe@100k Hz提至20300。
潘琳茹[2]（2021）在《Fe基非晶/纳米晶磁芯热处理工艺及性能研究》文中认为Fe基非晶/纳米晶合金在生产过程中残存的内应力会影响其软磁性能,生产中常常通过调整热处理工艺来有效消除内应力,促进纳米晶粒的析出。但是非晶叠片或磁芯整体退火时因叠片有效导热系数较低,内外温度场不均匀,导致退火效率低、软磁性能下降、非晶磁芯脆化等问题,不仅不利于后续加工,而且会造成废品率增加。为了优化磁芯性能,提高热处理效率,本文首先利用ANSYS软件建立传热模型,研究热处理过程中磁芯温度场及应力场的分布情况,并进行叠片测温实验对仿真结论进行验证;在非晶/纳米晶磁芯退火过程中,采用一种能促进磁芯均匀退火的方法,对Fe80Si9B11合金和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金制成的磁芯进行普通热处理和覆铜热处理,研究了两种退火制度下磁芯软磁性能和电感特性的变化规律,进一步分析了退火态磁芯不同位置带材的磁性能及结构变化。通过仿真传热分析可知,将铜置于非晶磁芯周围,可以提高材料整体的导热系数,增强导热,有效减小磁芯内外温度差,改善温度场分布的均匀性。对比磁芯的传热速率和整体温升情况,可知随着铜/非晶（Copper/amorphous）厚度比的增大,导热作用逐渐增强,温差减小,同时也减弱了炉壁对磁芯外表面的辐射作用,致使磁芯整体温度响应有所滞后。且由于铜的热膨胀系数远高于非晶材料,热处理过程中,铜的热膨胀会对非晶造成一定的压力,使非晶材料产生应力,应力作用随着温度、时间及Copper/amorphous 比例的增大而逐渐变大;将铜设置成螺旋状时,应力作用明显减小。初步推测在热处理过程中,在磁芯内外卷绕铜带材实现覆铜热处理,去应力退火过程中,Copper/amorphous的最佳比例在1/1～2/1左右;晶化退火中,可适当减小铜的比例。通过热处理实验,对比分析退火态磁芯的性能分析,可知非晶合金磁芯Fe80Si9B11最佳热处理工艺为693 K-40 min,在此条件下饱和磁感应强度Bs为1.535 T（外加磁场H=2000 A/m）,矫顽力Hc为6.077 A/m,比总损耗值Ps为0.209 W/kg（f=50 Hz、工作磁通Bm=1 T）。纳米晶合金磁芯Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 最佳热处理工艺为 798 K-60 min,Hc为 1.297 A/m,初始磁导率μi为 105.520 K,Ps为23.3 W/kg（f=20 kHz、Bm=0.5 T）,电感系数 Ls 为 11.774 μH/N2（f=20 kHz、U=1 V）,有效磁导率μe为 124.194 K（f=20 kHz、U=1 V）。基于常规热处理实验结果,本文进一步研究了在热处理过程中覆加铜辅助退火后磁芯的性能影响,期望在保证磁芯性能的前提下提高热处理效率。结果表明,与普通热处理相比,覆铜热处理后所得磁芯性能有所提高,且大大缩短了退火时间,节省能耗,热处理效率得到提高。其中,对于非晶磁芯,在 693 K 下保温 15 min,Copper/amorphous 厚度比为 3/2 时,μi提升了 8.7%,Ps降低了6.4%（f=50Hz,Bm=1T）;其最佳保温时间由40 min变为15 min;对于纳米晶磁芯,选择 798 K-5 min、785 K-7 min、773 K-20 min 和 748 K-25 min四种热处理条件进行实验研究,分别对应Copper/amorphous厚度比为1/4、1/4、1/4和1/1,均能使磁性性能得到改善。覆铜热处理工艺的选择可以总结为低温、长时间、较大Copper/amorphous厚度比;高温、短时间、较小 Copper/amorphous 厚度比。进一步分析退火态磁芯不同位置带材的性能,结果表明,覆铜热处理可以促进非晶磁芯去应力的均匀性,延缓磁芯外层带材的升温速率,缩短其在高温下的保温时间,防止其发生晶化;也可以促进纳米晶磁芯内外位置带材同时结晶,不同位置带材矫顽力均有所降低,缩小晶粒尺寸波动范围,从而改善磁芯的整体性能。
刘亚丕,石康,石凯鸣,石凯翔[3]（2021）在《软磁磁粉芯和烧结软磁材料：结构、性能、特点和应用》文中研究指明（续上期）4.3第二代粉末冶金软磁材料——铁粉芯前面已经提到,第一代粉末冶金软磁材料在直流（DC）应用时能给出很好的磁性能,但是在高频交流（AC）应用时由于高的总损耗Pc,使其应用受到了限制。因此,第二代粉末冶金软磁材料就是要寻找允许把由粉末冶金制造的优势带到交流（AC）应用的材料。在第二代磁粉芯材料中,发展出用绝缘剂包覆的磁粉芯材料。随着材料科学的发展,非晶、纳米晶材料和高电阻率晶体材料（HRCMs）等新型软磁材料也相继进入了磁粉芯领域。
王鑫[4]（2020）在《富铁型Fe-B-Cu-（Al）非晶纳米合金的制备及性能研究》文中研究说明富铁型的非晶/纳米晶软磁材料是近年来受到广泛关注的一种新型软磁材料,与传统铁基软磁材料相比,它不仅具有低矫顽力,高初始磁导率,低损耗等优点,还具有更高的饱和磁感应强度,应用前景广阔。然而,由于合金中铁含量较高（>83%）,其非晶形成能力差,此外,部分合金中还添加了贵重元素（如:Nb,Zr,Co等）,提高了材料的成本。因此,研发非晶形成能力优异,低成本的高性能软磁材料具有重要的科学意义和工程应用价值。本文通过优化Fe-Si-B-P-Cu合金成分,利用单辊快淬法制备了Fe-B-Cu和Fe-B-Cu-Al系列的富铁型合金;运用XRD、DSC、TEM、VSM、软磁直流测量装置等测试分析方法,研究了不同合金成分和不同热处理工艺对材料组织结构和性能的影响。论文的主要研究结果和结论如下:（1）在Fe85SixB8P6-xCu1（x=0,1,2,3）合金中,降低合金的Si/P比,添加适量Al元素和提高铜棍转速,都降低了合金的晶化程度,表明这三种途径都能有效提高合金的非晶形成能力。Fe83.5B15.5Cu1和Fe83.5B15Cu1.5两种合金都具有良好的非晶形成能力,与Fe83.5B15.5Cu1合金相比,Fe83.5B15Cu1.5合金具有更宽的晶化温度区间,表明该合金更有利于纳米晶合金的制备。（2）在Fe83.5+xB15-xCu1.5（x=0,0.5,1,1.5,2）合金中,随着Fe含量的增加,合金的非晶形成能力和热稳定性均降低,而晶化温度区间变大。在Fe85B13.5Cu1.5合金中,随着热处理温度的升高,合金的晶化程度变大,饱和磁感应强度（Bs）呈现出先增大后减小的趋势,矫顽力（Hc）呈现出先增大后减小、然后急剧增大的趋势;当热处理工艺为430°C×10 min时,Fe85B13.5Cu1.5合金的达到了最大值2.02 T,此时为35.6 A/m;Fe85B13.5Cu1.5合金的有效成分区间为Fe84.9≤x≤85B98.5-xCu1.5,此成分下的合金具有良好的非晶形成能力,在430℃下退火10 min时,可获得优异的软磁性能:Bs≈2.0 T,Hc≈35 A/m。（3）在Fe85B13.5-xCu1.5Alx（x=0,0.4,0.6,0.8,1.0）合金中,随着Al含量增加,合金的非晶形成能力降低,热稳定性先增加后降低,晶化温度区间先变小后增加;其中,优选成分Fe85B13.1Cu1.5Al0.4合金具有最佳的淬态磁性能:Bs=1.63 T,Hc=3.7 A/m。在Fe85B13.1Cu1.5Al0.4合金中,随着热处理温度（晶化温度以上）升高,合金的晶化程度不断变大,Bs呈现出先增大后不变的趋势,Hc呈现出先增大后减小、然后增大的趋势;当热处理工艺为430°C×10 min时,合金获得最佳磁性能:Bs=1.95 T,Hc=17.4 A/m。
江志[5]（2020）在《铁基-SiO2软磁复合铁芯的流态化气相原位沉积制备与性能调控研究》文中研究表明软磁复合铁芯是一种重要的软磁材料,被广泛应用于各种电子元器件当中。随着软磁铁芯的使用频率逐渐向高频化发展,涡流损耗也明显增强,大大降低软磁材料的综合性能。同时软磁材料的塑韧性低,延伸率近乎为零,轧制和成型困难,生产与应用受到制约。因此,在完善已有工艺基础研究的同时,探索新的软磁材料研究思路和制备方法,在保证良好磁性能的同时有效降低软磁铁芯的高频涡流损耗。本文以铁基合金粉末（Fe-6.5 wt.%Si合金粉末和Fe Si Al合金粉末）为研究对象,采用流态化气相原位沉积（FCVD）工艺结合放电等离子烧结（SPS）制备铁基软磁复合铁芯。分析复合粉末和复合铁芯的物相组成和微观结构,研究铁基合金颗粒间绝缘层对软磁铁芯电、磁性能的影响规律。具体研究结果如下:1、制备的软磁复合铁芯中Fe-6.5 wt.%Si颗粒被Si O2绝缘层均匀并且致密的包围。相比于无绝缘层的Fe-6.5 wt.%Si软磁铁芯,提高了软磁铁芯电阻率的同时,限制了涡流的运转半径,大幅度降低铁芯的铁损。本文采用的FCVD法制备的软磁复合铁芯具有高磁感、高电阻率、良好的频率稳定性、低矫顽力、以及低铁损等优异的电磁特性,饱和磁感应强度为179.4 emu·g-1,矫顽力为15 Oe,在中高频范围内,相对磁导率相对稳定,为161左右,电阻率为66μΩ·m,铁损P1 T/10 k Hz仅为6.5 W·kg-1。2、在上述工艺的基础上,通过改变沉积温度,系统研究了沉积温度对其微观结构和电磁性能的影响。结果表明,沉积温度对Si O2包覆层厚度的影响是先增大后减小,通过调节沉积温度可以很好地控制Fe-6.5 wt.%Si/Si O2软磁复合铁芯的内部结构形成。同时,沉积温度对包覆层的厚度和软磁铁芯的电磁特性均有一定的影响。在沉积温度为700℃时,制备出厚度为1550 nm的Si O2包覆层的Fe-6.5 wt.%Si/Si O2软磁复合铁芯具有最佳的磁性能:饱和磁感应强度为161.05emu·g-1,矫顽力为16 Oe,磁矩为1.19 T-1,电阻率为94μΩ·m,铁损P10 m T/100 k Hz仅为82.02 W·kg-1。3、通过上述工艺,成功制备Fe Si Al/Si O2软磁复合铁芯,再通过控制烧结温度到反应温度,在高温烧结过程中Fe Si Al合金粉末中的Al与包覆在Fe Si Al合金表面的Si O2发生了置换反应,最后形成了Fe3Si/Al2O3软磁复合铁芯。对比研究了三种软磁铁芯的微观结构和电磁性能。结果表明,三种铁芯均具有优异的电磁性能,两种复合铁芯的相对磁导率要远低于原始Fe Si Al铁芯的相对磁导率且高频稳定性更优。除此之外,软磁复合铁芯还表现出密度减小、电阻率增大的变化趋势,二者的损耗也有明显改善,铁损值P10 m T/200 k Hz仅为421.18 W·kg-1、508.32W·kg-1,与原始Fe Si Al铁芯相比,降幅分别达到了28.57%和13.79%。
李东辉[6]（2020）在《磁场/应力热处理作用下铁基非晶/纳米晶合金软磁性能研究》文中提出铁基非晶/纳米晶合金因其具有较高饱和磁感应强度Bs、低矫顽力Hc、高磁导率μe,低损耗P等优良的性能而备受科研工作者们的关注。经过数十年的发展,铁基非晶/纳米晶合金综合软磁性能得到很大地改善,已经成为软磁材料中重要的一个分支。但相较于传统硅钢,铁基非晶/纳米晶合金相对较低的饱和磁感应强度Bs阻碍了其进一步的发展。在此背景下,本文通过磁场/应力热处理的方法,结合Co元素的适量添加旨在不破坏铁基非晶/纳米晶软磁性能的前提下进一步提高合金的磁感应强度Bs。首先,以FeSiBCu合金体系为基础,通过Co元素的添加制备了Fe82.65-xCoxSi2B14Cu1.35（x=0-20）非晶带材,利用磁场退火成功地改善了非晶条带样品的软磁性能和饱和磁感应强度Bs,使得最大饱和磁感应强度Bs可达1.86 T。对非晶样品的热力学测试发现Co元素的添加不仅可以提高合金的热力学稳定性还可以提高合金的居里温度TC。通过对样品的磁畴观测发现磁场退火可以很好地调整样品内部磁畴结构,消除磁各向异性,降低钉扎作用,从而有效的改善软磁性能。通过对样品的透射电镜和DSC曲线发现,磁场退火可以一定程度上促进α-Fe晶粒的析出,提高合金有序度,进一步提升合金的饱和磁感应强度Bs。在上述实验结果的基础上通过适量的P元素添加制备出Fe82.65-xCoxSi2B9P5Cu1.35（x=0-20）的非晶条带,结合磁场退火研究该体系下铁钴基纳米晶软磁性能与微观结构的变化。发现磁场退火可以有效地改善不含Co元素或含低Co元素样品的磁导率。含高Co元素的样品在不同退火温度下软磁性能差异明显,通过透射电镜发现晶粒尺寸的不同导致了样品对外加磁场的灵敏度不同。因为Co元素的添加降低了样品的铁磁交换长度Lex,退火温度低导致晶粒尺寸较大使得样品难以满足有效随机各向异性模型的必要条件。最后,本文仍以Fe82.65-xCoxSi2B14Cu1.35（x=0-20）非晶带材为实验研究对象,通过拉应力退火成功地改善了非晶条带样品的矫顽力Hc,Co元素含量较高时,效果更为显着。并发现在拉应力较小时,样品矫顽力Hc改善效果明显,随着拉应力的继续增大,效果趋于平缓。借助同步辐射的实验结果发现拉应力可以改变条带样品的原子间距,而对拉应力样品热膨胀行为分析可以发现拉应力样品相较于普通退火样品具有更高的热膨胀系数与上升速率,这可能是因为拉应力退火有效地降低了样品的磁致伸缩系数,而普通退火样品因为其自身较大的磁致伸缩系数在热膨胀过程中发生了“因瓦效应”,而导致热膨胀系数低,上升速率慢。
陈佳琪[7]（2020）在《铁粉的绝缘包覆处理及模压后磁电性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,软磁复合材料因其良好的综合性能而广泛应用于通信工程、电子信息、汽车工业等领域。在软磁复合材料的制备设计过程中,通常使用具有高电阻率的材料将基体颗粒均匀包覆,模压成型后再经过去应力退火热处理得到最终的产品。优异的磁性能、较低的损耗、较低的内应力,是软磁复合材料研究的重点。本文首先通过机械球磨的方式,制备出铁/硅酸钠/四氧化三铁软磁复合材料。随后对磷化工艺中的磷化液成分进行优化,制备了四种磷化铁粉。通过XRD、SEM、EDX等对所得到的软磁复合材料进行表征分析,然后利用软磁直流测试装置和硅钢材料测量仪对它们的磁性能和损耗进行测试,最后对得到的损耗结果进行曲线拟合分析,得到如下结论:一、与铁热膨胀系数相近的硅酸钠水玻璃和磁性的纳米四氧化三铁被用作双层绝缘层材料,制备得到的铁/硅酸钠/四氧化三铁软磁复合材料结合了两种包覆层成分在强度、磁性、电阻率等方面各自的优点。1.制备过程中,硅酸钠水玻璃的存在,既可以提高铁粉电阻率,降低铁芯损耗,同时起到粘结剂的作用,加入硅酸钠水玻璃能够明显改善球磨时铁粉基体表面四氧化三铁的团聚现象,压制成型后颗粒间的界面也更加平整光滑。2.双层绝缘层中,硅酸钠水玻璃层能够在高温时阻碍铁和四氧化三铁氧化还原反应的进行,经过退火后能够保留材料的优异的磁性能和较高的电阻率。二、优化后的钝化液相比磷酸钝化液制备得到的软磁复合材料绝缘层具有更优异的热稳定性。1.含锰离子的磷酸+硝酸锰钝化液制备的包覆铁粉电阻率高,在500℃退火后铁芯损耗最低。但是铁粉表面的Mn-P绝缘层比较厚,因此磷酸+硝酸锰钝化液制备的软磁复合材料的磁性能下降明显。2.磷酸+钼酸钠钝化液制备的软磁复合材料,可在铁粉颗粒表面形成磁性的钼酸亚铁绝缘层。相比磷酸钝化液制备的样品,磷酸+钼酸钠钝化液制备的软磁复合材料电阻率高,热稳定性好。相比磷酸+硝酸锰钝化液制备的包覆铁粉磁性能明显提升,但是电阻率有所下降。3.磷酸+钼酸钠+硝酸锰钝化液制备出的铁基软磁复合材料结合了锰离子和钼酸根离子两种添加剂离子的优点,铁粉表面的包覆层中形成具有磁性的钼酸盐,具有较优异的电阻率和磁性能。三、通过对绝缘包覆铁粉的铁芯损耗进行拟合,得到了涡流损耗系数a和磁滞损耗系数b,并计算得出了涡流损耗与磁滞损耗相等时的临界频率。1.随退火温度增加,软磁复合材料电阻率下降,涡流损耗系数增加。而磁滞损耗系数并不一味地随退火温度增加而减少。退火时,包覆材料与铁粉颗粒热膨胀系数相差较大而引起的热残余应力会导致磁滞损耗系数增加。2.本文制备的铁基软磁复合材料,当绝缘层失效时,磁滞损耗与涡流损耗相等时的临界频率在245Hz～462Hz,意味着在500Hz以下,磁滞损耗仍然占有很高比例。
冯红梅[8]（2020）在《掺杂与图案化对Fe基软磁薄膜动态磁性的影响》文中研究说明铁磁共振以及自旋波共振是铁磁体中磁矩的集体激发模式。软磁薄膜由于具有高共振频率与磁导率等优势,被广泛应用于电子元器件中。近年来,电子元器件逐渐向微型化、高频化、集成化、多频化等方向发展,这对应用其中的软磁薄膜提出了更高的要求。因此,对于软磁薄膜动态磁性,特别是共振频率和磁导率的研究是十分必要的。本论文基于电化学沉积和磁控溅射方法研究了Fe基软磁薄膜的动态磁性。另外,通过图案化设计研究了坡莫合金薄膜的自旋波激发。主要内容如下:1、采用电化学沉积方法研究了C和Ce元素掺杂对FeCo合金薄膜磁性的影响。研究发现改变掺杂浓度可调控样品的晶体结构,并发现掺杂可优化FeCo薄膜的软磁性能,另外电沉积参数对样品的矫顽力、共振频率等具有调控作用。2、利用共溅射方法成功制备了FeNi-MgO颗粒膜,并通过改变MgO溅射功率、倾斜溅射角度以及热处理温度来实现FeNi-MgO动态磁性的调控。结果表明MgO溅射功率能够调控样品的共振频率和阻尼,同时倾斜溅射也是调控样品共振频率的有效方法。并且经由200 oC和500 oC热处理后,磁谱表现为两个共振模式。另外,通过氩离子刻蚀得到不同厚度的FeNi-MgO颗粒膜并对其动态磁性进行了研究。结果表明具有条纹畴结构的样品存在铁磁共振（FMR）和垂直自旋驻波（PSSW）两种共振模式,并且随着薄膜厚度增加,PSSW模式的磁导率虚部最大值?max?基本不变,而FMR模式磁导率虚部最大值?max?逐渐减弱。3、采用ESR方法研究了外加磁场施加角度对FeNi-MgO颗粒膜自旋共振的影响。结果表明在197 nm的FeNi-MgO薄膜的厚度方向可激发七个共振模式,并且共振模式可通过改变外磁场与样品法线的夹角进行调控。通过分析直流磁场平行薄膜平面下共振场与模指数n的关系可得到交换劲度常数D/g?B=15.58T?nm2;分析直流磁场垂直薄膜平面下共振场与模指数n的关系可以求出样品表面变形系数?=0.14。此外,对分别加入FeNi-MgO颗粒膜和坡莫薄膜的微带天线的性能进行了研究。结果表明,加入磁性薄膜可以降低微带天线的谐振频率,换言之,在微带天线谐振频率一定时,磁性薄膜的加入可降低微带天线的尺寸,实现小型化。并且加入FeNi-MgO颗粒膜的微带天线的性能要优于加入坡莫薄膜的微带天线。4、利用图案化调控坡莫软磁薄膜的动态磁性。第一部分,在类反点结构中同时激发了频率分别为0.9、2.2以及3.5 GHz的共振模式,实现了多频率共振。第二部分,利用ESR方法研究了“矩形-矩形”与“矩形-圆盘”复合图案结构中共振模式与面内角度的关系。结果表明在复合结构中存在三种共振模式,其中共振强度与角度无关的共振为坡莫薄膜的铁磁共振,其余为图案引入的自旋波共振,并且可以通过改变外加磁场角度调控自旋波共振的出现与湮灭;第三部分,在材料(Fe20Ni80和Co20Fe60B20)交替变化的条带结构中同时激发了共振频率间隔超过1.5 GHz的两种共振模式。并且可以通过条带宽度调控样品的矫顽力与共振频率。
朱乾科[9]（2020）在《新型Fe基非晶纳米晶软磁合金的成分设计与性能优化》文中认为近年来,随着电力电子行业的发展,对小型化轻量化电磁器件的需求逐渐凸显,这就要求软磁材料的综合磁性能进一步提高,如提高材料的饱和磁感应强度Bs、降低矫顽力Hc和提高最大磁导率μm等。Fe基非晶纳米晶软磁合金的优异软磁性能使其备受关注,由于价格低廉使其在电力电子行业有很大的潜在应用价值。然而,由于无法兼顾高Bs和低Hc使其应用受到限制。本研究从提高Fe基非晶纳米晶软磁合金的综合软磁性能出发进行了一系列研究。提高Fe基非晶纳米晶软磁合金的方法有多种,本研究从改变合金初晶相着手,即通过添加元素调控合金的初晶相成分和结构,以此来寻找替代α-Fe、α-Fe（Si）的高磁矩初晶相,从而提高合金的饱和磁感应强度Bs;随后在高磁矩初晶相的基础上通过提高Fe的相对含量进一步提高合金的Bs。另外,低Hc和高μm也是重点讨论的两个重要参数。本研究的主要内容如下:1、首先,在FeBNbCu合金的基础上微调元素含量,研究元素含量对合金析出相的影响。结果表明:过多的B含量（>20 at.%）将导致合金在晶化过程中容易析出（Fe,Nb）23B6相,该相为顺磁相,使矫顽力升高,极大地恶化合金软磁性能。因此,在设计合金成分时,需合理控制B含量,使合金带材在退火过程中析出软磁α-Fe相。随着退火温度的增加,Fe77B20Nb2Cu1合金的矫顽力先减小后增加,在530℃退火3 min后的样品矫顽力最小,为7.0 A/m。2、在FeBNbCu合金的基础上添加Ga元素,探索Ga元素对合金析出相的影响。首次提出“双形核点”机制,即淬态非晶基体中的Fe-Ga团簇与退火过程初期析出的Cu团簇共同为纳米晶的析出提供形核点。此外,Ga添加可以抑制原子扩散,从而达到降低晶粒尺寸的目的。对于Ga含量为6 at.%的Fe75Ga6B15Nb3Cu1合金带材,当以100 K/min的升温速率在490℃退火3 min后,合金带材的软磁性能最优,其饱和磁化强度达到167emu/g（1.5 T）,矫顽力为6.8 A/m,此时的晶粒尺寸为8 nm。3、在Finemet合金基础上用Ga部分替代Si元素,运用上述理论体系设计合金成分。验证Ga添加理论体系对Finemet合金的适用性,并研究Ga添加对合金析出相、热力学性能和软磁性能的影响。利用“双形核点”机制制备出晶粒尺寸为11 nm的Fe73.5Si7.5Nb3B9Cu1Ga6纳米晶软磁合金带材,饱和磁感应强度为1.37 T,矫顽力为0.24A/m,与Finemet合金相比,该合金的饱和磁感应强度提高了11.4%,且矫顽力保持同等值。4、在新型类Finemet合金基础上,鉴于Ga添加的多种优势,尝试通过用Ga置换合金中Cu和Nb以提高Fe的相对含量,并研究了退火工艺对Fe77.5Si7.5Ga6B9合金组织结构和软磁性能的影响。结果发现,由于非晶形成能力的降低,导致在铜辊转速为25 m/s时,淬态和晶化态的合金中出现较为严重的相分离。在铜辊转速为30 m/s制备的合金中,晶化体积分数较低时得到Bs为1.5 T,Hc为2.3 A/m。5、探索了将Fe75Ga6B15Nb3Cu1和Fe73.5Si7.5Nb3B9Cu1Ga6合金带材进行球磨破碎,利用冷压技术将破碎后的粉末压制成环状,对磁粉芯进行退火后,与雾化法制备的Fe Si B粉末压制成型的磁粉芯进行对比,从Q值、磁导率、损耗等方面分析了三种磁粉芯的优劣。结果发现退火后Fe Ga BNb Cu磁粉芯的有效磁导率最高,约为28,其粉末内部析出的α-Fe（Ga）相起到了一定的作用。可见,Ga添加的粉末在提高磁粉芯有效磁导率方面有一定的研究潜力。
胡锋[10]（2020）在《面向特种磁性元件需求的软磁复合材料的磁性能及损耗机制研究》文中研究说明软磁复合材料（Soft Magnetic Composite,SMC）具有接近金属合金软磁材料的饱和磁感应强度,但其电阻率远高于后者,高频涡流损耗较小,又易于机械制造、成本适中,因而逐渐被应用于交流电感器等高频磁性元件中。本论文面向适于电力电子发展的特种磁性元件的需求,以铁硅及铁硅铝软磁复合材料为研究对象,系统地研究了其制备工艺、微结构、磁谱、幅值磁导率、直流偏置特性及损耗机制,获得了多项创新性研究成果。论文也研究了应用于特种磁性元件的软磁复合材料性能及特种磁性元件性能,提出了一种由特种磁性元件的应用需求出发开展软磁复合材料研究的新思路。本论文主要包括以下几个方面:（1）系统研究了高电阻率低熔点玻璃材料绝缘包覆的铁硅软磁复合材料,将玻璃既用作绝缘材料,又用作粘结剂材料具有显着的创新性,没有复杂的绝缘包覆工序,制备工艺更加简单、环境友好。扫描电子显微镜结果显示退火热处理温度超过玻璃的熔点400℃时,不同铁硅合金粉末颗粒间的玻璃粉末颗粒软化成小薄片,依然分布在不同金属合金粉末颗粒之间,表明玻璃粉末在软磁复合材料中既充当了粘结剂又充当了绝缘材料。M～H测试显示材料饱和磁化强度达到205 Am2/kg,这是由于玻璃既作绝缘材料又作粘结剂减小了软磁复合材料中非磁性物质的体积百分比。围绕玻璃材料熔点400℃,退火热处理温度升高,样品磁导率逐渐增大,归因于退火热处理后模压成型过程中引入的残余应力逐渐消除、玻璃软化后粉芯中的分布式气隙明显减少。B～H分析仪测试结果显示软磁复合材料磁损耗不高于2100 kW/m3（100 mT、100 kHz）。损耗分离结果揭示片状玻璃有效地阻隔了不同金属合金磁性颗粒之间的涡流、把涡流限制在金属合金磁性颗粒内部,从而降低了涡流损耗。（2）系统研究了 M型永磁六角锶铁氧体绝缘包覆的铁硅软磁复合材料。与相关研究报道中使用MnZn、NiZn、NiCuZn铁氧体等软磁材料作磁性绝缘材料不同,本研究首次选用了永磁锶铁氧体材料作磁性绝缘材料。扫描电子显微镜显示锶铁氧体粉末在模压成型过程中被挤压成了细小的粉末、有效地阻隔了不同金属合金磁性颗粒之间的涡流,即永磁锶铁氧体材料作为绝缘材料是合适的,这对磁性绝缘包覆制备软磁复合材料具有重要的参考意义。M～H测试显示材料饱和磁化强度超过200Am2/kg,这是由于不同于其它非磁性绝缘材料,磁性锶铁氧体饱和磁化强度也有72.5 Am2/kg。B～H分析仪测试结果显示材料磁损耗不高于1800 kW/m3（100 mT、50 kHz）。进一步的损耗分离结果揭示锶铁氧体绝缘包覆量的增加更好地阻隔了不同金属合金磁性颗粒之间的涡流,使涡流损耗逐渐减小,但增大了磁滞损耗。（3）系统研究了磷酸钝化无机绝缘包覆的高磁导率低损耗铁硅铝软磁复合材料。扫描电子显微镜结果显示磷酸钝化后金属磁性合金颗粒表面形成了薄薄的磷酸盐绝缘层。磷酸包覆量为0.1 wt.%的铁硅铝软磁复合材料磁导率高达147.7,远高于相关研究报道结果。B～H分析仪测试结果显示材料磁损耗不高于550 kW/m3（100 mT、100 kHz）,低于相关研究报道数据。进一步的损耗分离结果揭示磷酸包覆量的增加使磷酸盐绝缘层厚度增加、更好地阻隔了不同金属合金磁性颗粒之间的涡流。论文阐明了高磁导率低损耗软磁复合粉芯的研究对推动磁性元件缩小体积、减轻重量、降低成本的必要性及意义。（4）在高磁导率低损耗铁硅铝软磁复合材料基础上,研究了大共模电流应用的特种共模电感器以及电路中两个100 A直流电感器（高频纹波电流频率50 kHz）集成化的磁集成直流电感器。高磁导率低损耗铁硅铝软磁复合材料具有超过100的磁导率及低于200 kW/m3（100 mT、50 kHz）的磁损耗。研究率先将软磁复合材料用于全新的应用场景,特种共模电感器10 kHz～30 MHz宽频率范围内都具有优异的阻抗特性,且在共模电流5A时亦可正常工作;样品还表现出较大的漏感,可作为差模电感使用,样品差模电感～频率特性及差模阻抗～频率特性优异、抗差模电流饱和特性良好。基于高磁导率低损耗铁硅铝软磁复合材料的磁集成直流电感器电感值实现额定直流电流100 A时9μH;磁集成直流电感器磁损耗低于0.5 W。磁集成直流电感器实现了两个直流电感器的集成,减少了直流电感器的数量,磁芯的共用缩小了直流电感器的总尺寸,降低了直流电感器的磁损耗。
二、纳米晶软磁材料及其应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米晶软磁材料及其应用（论文提纲范文）
（1）具有优异高频磁导率的Fe基纳米晶合金的制备及其组织结构和磁性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 软磁材料概述 |
| 1.1.1 软磁材料 |
| 1.1.2 软磁材料的发展历程 |
| 1.1.3 非晶纳米晶软磁材料 |
| 1.2 Fe基纳米晶合金概述 |
| 1.2.1 Fe基纳米晶合金磁学模型 |
| 1.2.2 Fe基纳米晶合金晶化机制 |
| 1.2.3 Fe基纳米晶合金的研究现状 |
| 1.3 本文选题依据及主要内容 |
| 2 实验内容与方法 |
| 2.1 合金元素 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 母合金制备 |
| 2.2.2 非晶合金带材的制备 |
| 2.2.3 纳米晶合金带材的制备 |
| 2.3 样品表征及性能测试 |
| 2.3.1 结构表征 |
| 2.3.2 热稳定性测试 |
| 2.3.3 磁性能测试 |
| 2.3.4 电阻率测试 |
| 3 Fe-Si-B-Cu-Nb系纳米晶合金的成分优化及其结构和磁性能 |
| 3.1 Si含量对Fe-Si-B-Cu-Nb合金的结构和性能的影响 |
| 3.1.1 急冷Fe_(73.5)Si_xB_(22.5-x)Cu_1Nb_3系合金的结构和热稳定性 |
| 3.1.2 Fe_(73.5)Si_xB_(22.5-x)Cu_1Nb_3系纳米晶合金的结构和软磁性能 |
| 3.2 Nb含量对Fe-Si-B-Cu-Nb合金的结构和性能的影响 |
| 3.2.1 Fe_(73.5-x)Si_(14.5)B_8Cu_1Nb_(3+x)急冷合金的结构和热稳定性 |
| 3.2.2 Fe_(73.5-x)Si_(14.5)B_8Cu_1Nb_(3+x)纳米晶合金结构和软磁性能 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 C元素添加对Fe-Si-B-Cu-Nb纳米晶合金的结构和性能的影响 |
| 4.1 Fe_(73.5)Si_(14.5-x)B_8Cu_1Nb_3C_x系急冷合金的结构和热稳定性 |
| 4.2 Fe_(73.5)Si_(14.5-x)B_8Cu_1Nb_3C_x系纳米晶合金的结构和软磁性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 热处理工艺对Fe-Si-B-Cu-Nb纳米晶合金的结构和性能的影响 |
| 5.1 热处理参数对合金结构及性能的影响 |
| 5.2 多步热处理对合金结构及性能的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）Fe基非晶/纳米晶磁芯热处理工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 非晶合金软磁材料 |
| 1.1.1 发展概况 |
| 1.1.2 非晶合金的材料性能 |
| 1.2 纳米晶合金软磁材料 |
| 1.2.1 发展概况 |
| 1.2.2 制备方法及晶化机制 |
| 1.3 Fe基非晶/纳米合金材料的应用及研究进展 |
| 1.4 热处理概述 |
| 1.4.1 去应力退火 |
| 1.4.2 晶化退火 |
| 1.4.3 磁场退火 |
| 1.4.4 热处理工艺研究进展 |
| 1.5 热处理数值模拟研究 |
| 1.6 本文的研究意义及其研究内容 |
| 第2章 实验与模拟方法 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 非晶合金的制备 |
| 2.1.2 磁芯样品的制备 |
| 2.1.3 热处理装置 |
| 2.1.4 实验分析方法 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.2.1 ANSYS有限元分析软件 |
| 2.2.2 ANSYS热分析 |
| 2.2.3 ANSYS热-结构耦合分析 |
| 第3章 热处理过程数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热处理过程传热分析 |
| 3.2.1 数学模型的建立 |
| 3.2.2 钛带卷的传热分析 |
| 3.2.3 非晶磁芯的传热分析 |
| 3.2.4 结果验证 |
| 3.3 热处理过程应力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Fe_(80)Si_9B_(11)合金磁芯退火工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 淬态非晶合金带材的结构和性能 |
| 4.3 普通热处理对磁芯性能的影响 |
| 4.3.1 保温温度对磁芯性能的影响 |
| 4.3.2 保温时间对磁芯性能的影响 |
| 4.4 覆铜热处理对磁芯性能的影响 |
| 4.4.1 磁芯性能分析 |
| 4.4.2 带材性能分析 |
| 4.4.3 热处理工艺参数对磁芯性能的影响 |
| 4.4.4 磁芯尺寸参数的理论分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金磁芯退火工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 淬态纳米晶合金带材的结构和性能 |
| 5.3 普通热处理对磁芯性能的影响 |
| 5.3.1 保温温度对磁芯性能的影响 |
| 5.3.2 保温时间对合金铁芯磁性能的影响 |
| 5.4 覆铜热处理对磁芯性能的影响 |
| 5.4.1 Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金晶化动力学研究 |
| 5.4.2 静态磁性分析 |
| 5.4.3 动态磁性分析 |
| 5.4.4 覆铜热处理保温时间对磁芯性能的影响 |
| 5.4.5 带材性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果和参加的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）软磁磁粉芯和烧结软磁材料：结构、性能、特点和应用（论文提纲范文）
| 4.3第二代粉末冶金软磁材料——铁粉芯 |
| 4.4第三代磁粉芯——合金磁粉芯 |
| 4.5第四代磁粉芯——非晶、纳米晶磁粉芯 |
（4）富铁型Fe-B-Cu-（Al）非晶纳米合金的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非晶合金 |
| 1.2.1 发展历程 |
| 1.2.2 制备方法 |
| 1.3 铁基非晶纳米晶合金 |
| 1.3.1 发展历程 |
| 1.3.2 构成元素 |
| 1.3.3 晶化过程 |
| 1.3.4 非晶前驱体的制备 |
| 1.3.5 纳米晶合金的制备 |
| 1.3.6 应用现状 |
| 1.4 本文的研究意义和研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.2.1 母合金的制备 |
| 2.2.2 非晶带材的制备 |
| 2.2.3 热处理工艺 |
| 2.3 实验技术 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 DSC热分析 |
| 2.3.3 透射电子显微镜分析 |
| 2.3.4 磁性能测试 |
| 第三章 Fe-Si-B-P-Cu合金体系的非晶形成能力研究与成分优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Si/P比对Fe_(85)Si_xB_8P_(6-x)Cu_1 合金非晶形成能力的影响 |
| 3.3 Al元素添加对(Fe_(85)Si_2B_8P_4Cu_1)_(100-x)Al_x合金非晶形成能力的影响 |
| 3.4 铜棍转速对(Fe_(85)Si_2B_8P_4Cu_1)_(100-x) Al_x合金非晶形成能力的影响 |
| 3.5 Fe-Si-B-P-Cu系列合金的成分优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Fe含量变化对Fe-B-Cu合金非晶形成能力、热稳定性以及软磁性能的影响.. |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Fe含量变化对Fe_(83.5+x)B_(15-x)Cu_(1.5) 合金非晶形成能力以及热稳定性的影响 |
| 4.2.1 Fe含量变化对Fe_(83.5+x)B_(15-x)Cu_(1.5) 合金非晶形成能力的影响 |
| 4.2.2 淬态Fe_(85)B_(13.5)Cu_(1.5)合金的微观结构分析 |
| 4.2.3 Fe含量变化对Fe_(83.5+x)B_(15-x)Cu_(1.5) 合金热稳定性的影响 |
| 4.3 Fe含量变化对Fe_(83.5+x)B_(15-x)Cu_(1.5) 合金淬态磁性能的影响 |
| 4.4 热处理温度对Fe_(85)B_(13.5)Cu_(1.5)合金晶化过程和磁性能的影响 |
| 4.4.1 热处理温度对Fe_(85)B_(13.5)Cu_(1.5)合金晶化过程的影响 |
| 4.4.2 退火态Fe_(85)B_(13.5)Cu_(1.5)合金的微观结构分析 |
| 4.4.3 热处理温度对Fe_(85)B_(13.5)Cu_(1.5)合金磁性能的影响 |
| 4.5 Fe_(85)B_(13.5)Cu_(1.5)合金的有效成分区间的探究 |
| 4.5.1 Fe-B-Cu合金具备良好非晶形成能力的有效成分区间 |
| 4.5.2 Fe-B-Cu合金具备优异软磁性能的有效成分区间 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 Al元素添加对Fe-B-Cu合金非晶形成能力、热稳定性以及软磁性能的影响.. |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Al元素添加对Fe-B-Cu合金非晶形成能力的影响 |
| 5.3 Al元素添加对Fe-B-Cu合金热稳定性的影响 |
| 5.4 Al元素添加对Fe-B-Cu合金淬态磁性能的影响 |
| 5.5 热处理温度对Fe_(85)B_(13.1)Cu_(1.5)Al_(0.4) 合金晶化过程和磁性能的影响 |
| 5.5.1 热处理温度对Fe_(85)B_(13.1)Cu_(1.5)Al_(0.4) 合金晶化过程的影响 |
| 5.5.2 热处理温度对Fe_(85)B_(13.1)Cu_(1.5)Al_(0.4) 合金磁性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 全文总结 |
| 论文的创新点 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）铁基-SiO2软磁复合铁芯的流态化气相原位沉积制备与性能调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 磁粉芯材料概述 |
| 1.1.1 磁粉芯材料分类 |
| 1.1.2 磁粉芯制备工艺 |
| 1.1.3 磁粉芯的物理性能和磁性能 |
| 1.2 磁粉芯的性能优化 |
| 1.2.1 磁导率优化 |
| 1.2.2 铁损优化 |
| 1.3 论文研究目的与主要内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 主要内容 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 实验原料及设备 |
| 2.2 材料的物相组成与微观结构表征 |
| 2.3 材料的物理性能与电磁性能表征 |
| 第三章 Fe-6.5 wt.%Si/SiO_2核壳结构复合铁芯的制备与性能研究 |
| 3.1 实验过程 |
| 3.1.1 Fe-6.5 wt.%Si/Si O_2核壳结构复合粉末的制备 |
| 3.1.2 Fe-6.5 wt.%Si/Si O_2软磁复合铁芯的制备 |
| 3.2 Fe-6.5wt%Si/SiO_2复合粉末的微观结构 |
| 3.3 Fe-6.5wt%Si/SiO_2核壳结构复合粉末的形成机理 |
| 3.4 Fe-6.5wt%Si/SiO_2软磁铁芯的微观结构分析 |
| 3.5 Fe-6.5wt%Si/SiO_2软磁复合铁芯的电磁性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 沉积温度对Fe-6.5 wt.%Si/Si O_2复合软磁铁芯微观结构和性能的影响 |
| 4.1 实验过程 |
| 4.2 沉积温度对Fe-6.5 wt.%Si/ SiO_2核壳结构复合粉末微观结构的影响 |
| 4.3 沉积温度对 Fe-6.5 wt.%Si/ SiO_2核壳结构复合铁芯微观结构的影响 |
| 4.4 沉积温度对复合铁芯软磁性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Fe_3Si/A1_2O_3复合软磁铁芯的制备和性能研究 |
| 5.1 实验过程 |
| 5.2 FeSiAl/Si O_2核壳结构复合粉末微观结构分析 |
| 5.3 Fe_3Si/A1_2O_3复合软磁铁芯微观结构分析 |
| 5.4 Fe_3Si/A1_2O_3复合软磁铁芯电磁性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（6）磁场/应力热处理作用下铁基非晶/纳米晶合金软磁性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁基块体非晶合金概述 |
| 1.1.1 软磁材料概述 |
| 1.1.2 非晶软磁材料概述 |
| 1.1.3 纳米晶软磁材料概述 |
| 1.1.3.1 FINEMET系合金 |
| 1.1.3.2 NANOPERM系合金 |
| 1.1.3.3 HITPERM系合金 |
| 1.1.3.4 FeSiBCu系和FeSiBPCu合金 |
| 1.2 纳米晶软磁材料的晶化机制与随机各向异性模型 |
| 1.2.1 纳米晶软磁材料的晶化机制 |
| 1.2.2 纳米晶随机各向异性模型 |
| 1.2.2.1 Herzer模型 |
| 1.2.2.2 Hernando对随机各向异性模型的扩展 |
| 1.2.2.3 Suzuki等的扩展模型 |
| 1.3 非晶/纳米晶磁场/应力热处理发展概述 |
| 1.3.1 非晶/纳米晶磁场热处理概述 |
| 1.3.2 非晶/纳米晶应力热处理概述 |
| 1.4 Co元素添加对铁基非晶/纳米晶软磁合金研究进展 |
| 1.5 课题研究的目的意义和主要内容 |
| 1.5.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.5.2 课题研究的主要内容 |
| 第二章 实验方法及原理 |
| 2.1 样品的制备 |
| 2.1.1 母合金和非晶条带的样品制备 |
| 2.1.2 热处理工艺 |
| 2.1.2.1 磁场热处理 |
| 2.1.2.2 应力热处理 |
| 2.2 样品性能测试 |
| 2.2.1 尺寸与密度测试 |
| 2.2.2 热力学测试 |
| 2.2.3 磁学性能测试 |
| 2.2.3.1 矫顽力(H_c)测试 |
| 2.2.3.2 磁导率(μ_e)测试 |
| 2.2.3.3 饱和磁感应强度(B_s)测试 |
| 2.3 结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.2 透射电子显微镜表征 |
| 2.3.3 磁力显微镜表征 |
| 第三章 磁场退火下Co元素添加对FeSiBCu合金微观结构和软磁性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)非晶合金带材的XRD和热力学性能分析 |
| 3.3 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)非晶合金软磁性能研究 |
| 3.4 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)非晶合金微观结构分析 |
| 3.5 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)纳米晶合金微观结构分析 |
| 3.6 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)合金饱和磁感应强度研究 |
| 3.7 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)合金长时间退火的软磁性能 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 磁场热处理下Co元素添加对FeSiBPCu纳米晶合金软磁性能和微观结构的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_9P_5Cu_(1.35)合金带材的XRD和热力学性分析 |
| 4.3 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_9P_5Cu_(1.35)合金软磁性能研究 |
| 4.4 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_9P_5Cu_(1.35)饱和磁感应强度研究 |
| 4.5 Fe_(67.65)Co_(15)Si_2B_9P_5Cu_(1.35)纳米晶合金微观结构分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 应力热处理对Fe Co Si BCu非晶合金软磁性能及微观结构的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)非晶合金带材热力学分析 |
| 5.3 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)非晶合金带材应力热处理后软磁性能研究 |
| 5.4 Fe_(82.65-x)Co_xSi_2B_(14)Cu_(1.35)非晶合金带材应力热处理后微观结构研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的学术成果 |
（7）铁粉的绝缘包覆处理及模压后磁电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 软磁材料研究背景 |
| 1.2 软磁复合材料概述 |
| 1.2.1 软磁复合材料的发展 |
| 1.2.2 软磁复合材料的分类及特点 |
| 1.2.3 软磁复合材料的制备过程 |
| 1.2.4 描述软磁复合材料的参数 |
| 1.3 软磁复合材料的研究现状 |
| 1.3.1 软磁复合材料的成分和结构设计 |
| 1.3.2 软磁复合材料的绝缘包覆技术 |
| 1.3.3 软磁复合材料的压制及热处理 |
| 1.4 选题意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验材料及设备 |
| 2.3 软磁复合材料的制备 |
| 2.3.1 基体材料 |
| 2.3.2 绝缘包覆 |
| 2.3.3 模压成型 |
| 2.3.4 去应力退火 |
| 2.4 软磁复合材料的表征分析与性能测试 |
| 2.4.1 X射线衍射分析 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜和能谱分析 |
| 2.4.3 环型样品电阻率测试 |
| 2.4.4 环型样品磁性能测试 |
| 第3章 球磨包覆制备铁/硅酸钠/四氧化三铁软磁复合材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论基础 |
| 3.3 材料制备 |
| 3.4 铁/硅酸钠/四氧化三铁软磁复合材料的研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 新型磷化液钝化铁粉制备铁基软磁复合材料 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论基础 |
| 4.3 材料制备 |
| 4.4 新型磷化液制备铁基软磁复合材料的性能研究 |
| 4.4.1 磷酸钝化液制备铁基软磁复合材料性能研究 |
| 4.4.2 磷酸+硝酸锰钝化液制备铁基软磁复合材料性能研究 |
| 4.4.3 磷酸+钼酸钠钝化液制备铁基软磁复合材料性能研究 |
| 4.4.4 磷酸+钼酸钠+硝酸锰钝化液制备铁基软磁复合材料性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 铁基软磁复合材料的损耗分析与讨论 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铁基软磁复合材料的损耗分析 |
| 5.2.1 球磨包覆制备铁/硅酸钠/四氧化三铁软磁复合材料损耗分析 |
| 5.2.2 新型磷化液制备铁基软磁复合材料损耗分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）掺杂与图案化对Fe基软磁薄膜动态磁性的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 软磁材料的发展 |
| 1.2 软磁薄膜的磁共振 |
| 1.2.1 软磁薄膜自然共振的研究现状 |
| 1.2.2 自旋波的研究现状 |
| 1.2.3 自旋波的分类 |
| 1.2.4 自旋波的探测 |
| 1.2.5 自旋波的应用 |
| 1.3 研究动机 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论基础 |
| 2.1 磁性材料中的能量及其起源 |
| 2.1.1 静磁能(塞曼能与退磁能) |
| 2.1.2 磁晶各向异性能 |
| 2.1.3 磁致伸缩能 |
| 2.1.4 交换作用能 |
| 2.2 铁磁体中的静态磁性参数 |
| 2.2.1 磁滞回线及基本磁性参数 |
| 2.2.2 磁性材料中的磁畴与畴壁 |
| 2.3 铁磁薄膜的动态磁化理论 |
| 2.3.1 磁矩进动的LLG方程 |
| 2.3.2 一致进动色散关系 |
| 2.3.3 非一致进动色散关系 |
| 2.3.4 磁谱计算公式的推导 |
| 参考文献 |
| 第三章 薄膜样品的制备工艺与性能表征方法 |
| 3.1 薄膜的制备方法 |
| 3.1.1 电化学沉积 |
| 3.1.2 磁控溅射 |
| 3.1.3 微纳加工技术 |
| 3.2 薄膜磁性能表征方法 |
| 3.2.1 磁光克尔仪(MOKE) |
| 3.2.2 振动样品磁强计(VSM) |
| 3.2.3 电子自旋共振谱仪(ESR) |
| 3.2.4 矢量网络分析仪(VNA) |
| 参考文献 |
| 第四章 电化学沉积制备FeCo基软磁薄膜动态磁特性的研究 |
| 4.1 FeCoC软磁薄膜动态磁特性的研究 |
| 4.1.1 实验条件 |
| 4.1.2 柠檬酸浓度对薄膜结构和磁性的影响 |
| 4.1.3 电解液pH值对FeCoC软磁薄膜高频磁性能的影响 |
| 4.2 FeCoCe软磁薄膜的制备及其高频磁性研究 |
| 4.2.1 实验条件 |
| 4.2.2 CeSO_4·4 H_2O浓度对FeCoCe薄膜结构和磁性的影响 |
| 4.2.3 沉积电位对FeCoCe薄膜结构和磁性能的影响 |
| 4.2.4 沉积温度对FeCoCe薄膜结构和磁性能的影响 |
| 4.3 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 氧化镁掺杂对坡莫合金薄膜动态磁性的影响 |
| 5.1 氧化镁溅射功率对Py合金薄膜磁性能的影响 |
| 5.1.1 实验条件 |
| 5.1.2 FeNi-MgO颗粒膜的结构 |
| 5.1.3 FeNi-MgO颗粒膜的静态磁性 |
| 5.1.4 FeNi-MgO颗粒膜的动态磁性 |
| 5.2 倾斜溅射对FeNi-MgO颗粒膜高频磁性的修饰 |
| 5.2.1 实验条件 |
| 5.2.2 倾斜溅射FeNi-MgO颗粒膜静磁性能 |
| 5.2.3 倾斜溅射FeNi-MgO颗粒膜动态磁性能 |
| 5.3 磁场热处理对FeNi-MgO颗粒膜高频磁性的修饰 |
| 5.3.1 实验条件 |
| 5.3.2 热处理温度对FeNi-MgO颗粒膜结构的修饰 |
| 5.3.3 热处理温度对FeNi-MgO颗粒膜静态磁性的修饰 |
| 5.3.4 热处理温度对FeNi-MgO颗粒膜动态磁性的修饰 |
| 5.4 厚度对FeNi-MgO颗粒膜动态磁性的影响 |
| 5.4.1 实验条件 |
| 5.4.2 不同厚度的FeNi-MgO颗粒膜的静态磁性能 |
| 5.4.3 不同厚度FeNi-MgO颗粒膜的动态磁性能 |
| 5.5 FeNi-MgO颗粒膜中自旋波共振的角度依赖性 |
| 5.5.1 实验条件 |
| 5.5.2 FeNi-MgO颗粒膜的静磁性能 |
| 5.5.3 FeNi-MgO颗粒膜中自旋波共振的角度依赖性 |
| 5.6 FeNi-MgO颗粒膜和Py在微带天线中的应用 |
| 5.6.1 实验条件 |
| 5.6.2 微带天线设计 |
| 5.6.3 磁性薄膜对微带天线工作频率的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 图案化对坡莫合金薄膜动态磁性的影响 |
| 6.1 坡莫合金薄膜类反点结构修饰 |
| 6.1.1 实验条件 |
| 6.1.2 类反点结构对坡莫合金薄膜静态磁性的修饰 |
| 6.1.3 类反点结构对坡莫合金薄膜动态磁性的修饰 |
| 6.2 复合图案对坡莫合金磁性能的修饰 |
| 6.2.1 实验条件 |
| 6.2.2 复合图案坡莫合金薄膜结构 |
| 6.2.3 复合图案坡莫薄膜的静态磁性 |
| 6.3 Fe_(20)Ni_(80)和Co_(20)Fe_(60)B_(20)材料调制的条带的磁性能 |
| 6.3.1 实验条件 |
| 6.3.2 材料调制样品的静态磁性能 |
| 6.3.3 材料调制条带样品的动态磁性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本论文的主要研究内容及结论 |
| 7.2 存在的问题及工作展望 |
| 附录 剩磁状态下磁谱测试 |
| 1.1 实验条件 |
| 1.2 Py(200nm)薄膜剩磁态下磁谱测试 |
| 1.3 不同软磁薄膜的剩磁态的测试 |
| 1.4 外加磁场垂直于薄膜表面的剩磁状态的VNA-FMR测试 |
| 1.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）新型Fe基非晶纳米晶软磁合金的成分设计与性能优化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 磁学理论基础 |
| 1.1.1 磁性材料的磁化过程 |
| 1.1.2 磁各向异性理论 |
| 1.2 非晶合金概述 |
| 1.2.1 非晶合金的发展 |
| 1.2.2 非晶合金的结构模型 |
| 1.2.3 非晶合金形成条件 |
| 1.2.4 非晶合金成分设计 |
| 1.2.5 非晶合金常用制备方法 |
| 1.2.6 非晶合金结构与磁性能的关系 |
| 1.3 纳米晶软磁合金概述 |
| 1.3.1 纳米晶软磁合金简介 |
| 1.3.2 Fe基纳米晶合金的理论模型 |
| 1.3.3 纳米晶合金的常用制备方法 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 非晶/纳米晶软磁合金的应用 |
| 1.4.2 目前Fe基非晶/纳米晶软磁合金存在的问题 |
| 1.4.3 高饱和磁感应强度合金研究现状 |
| 1.5 本文研究的意义及内容 |
| 第二章 实验设备及测试分析方法 |
| 2.1 成分设计 |
| 2.2 制备工艺 |
| 2.3 热处理工艺 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.4.1 X射线衍射分析 |
| 2.4.2 DSC分析 |
| 2.4.3 软磁性能分析 |
| 2.4.4 透射电镜分析 |
| 2.4.5 磁粉芯制备与分析设备 |
| 第三章 Fe-B-Nb-Cu非晶合金组织与性能的演变研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 淬态FeBNbCu合金的组织结构与热力学性能表征 |
| 3.3 淬态FeBNbCu合金的软磁性能 |
| 3.4 退火温度对FeBNbCu合金软磁性能和组织结构的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Fe Ga BCu Nb合金带材组织结构及软磁性能的演变研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 喷嘴形状对FeGaBNbCu合金组织结构和热力学性能的影响 |
| 4.3 快速升温对FeGaBNbCu合金组织结构的影响 |
| 4.4 快速升温对FeGaBNbCu合金软磁性能的影响 |
| 4.5 慢速升温对FeGaBNbCu合金组织结构的影响 |
| 4.6 慢速升温对FeGaBNbCu合金软磁性能的影响 |
| 4.7 保温时间对FeGaBNbCu合金组织结构的影响 |
| 4.8 保温时间对FeGaBNbCu合金软磁性能的影响 |
| 4.9 晶化动力学分析 |
| 4.9.1 淬态FeGaBNbCu合金全局晶化激活能分析 |
| 4.9.2 淬态FeGaBNbCu合金阶段晶化激活能分析 |
| 4.9.3 淬态FeGaBNbCu合金Avrami指数分析 |
| 4.10 本章小结 |
| 第五章 Ga添加对新型Finemet合金带材组织结构及软磁性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ga添加对淬态FeSiNbBCuGa合金组织结构的影响 |
| 5.3 Ga添加对FeSiNbBCuGa合金热力学性能的影响 |
| 5.4 退火工艺对FeSiNbBCuGa合金组织结构的影响 |
| 5.5 退火工艺对FeSiNbBCuGa合金软磁性能的影响 |
| 5.6 退火后FeSiNbBCuGa合金优异软磁性能的讨论 |
| 5.7 FeSiNbBCuGa合金全局晶化激活能分析 |
| 5.8 FeSiNbBCuGa合金阶段晶化激活能分析 |
| 5.9 FeSiNbBCuGa合金Avrami指数计算 |
| 5.10 本章小结 |
| 第六章 退火温度对FeGaSi B合金组织结构和软磁性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 铜辊转速对淬态FeGaSi B合金带材结构的影响 |
| 6.3 退火温度对带材A结构的影响 |
| 6.4 退火温度对带材B结构的影响 |
| 6.5 退火温度对带材软磁性能的影响 |
| 6.6 结论 |
| 第七章 带材破碎以制备磁粉芯工艺的初步探索 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 磁粉芯制备过程 |
| 7.3 粉末物相与形貌分析 |
| 7.4 未退火磁粉芯交流软磁性能分析 |
| 7.5 退火后磁粉芯物相与形貌分析 |
| 7.6 退火后磁粉芯交流软磁性能分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望与不足 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（10）面向特种磁性元件需求的软磁复合材料的磁性能及损耗机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 软磁材料及磁性元件基础 |
| 1.2.1 磁性参数 |
| 1.2.2 电磁基本定律 |
| 1.3 软磁材料概述 |
| 1.3.1 传统软磁材料 |
| 1.3.2 软磁复合材料 |
| 1.4 选题背景与研究内容 |
| 1.4.1 选题背景 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法及表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料与实验设备 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 实验工艺流程 |
| 2.4 实验技术与方法 |
| 2.4.1 磁性粉末颗粒的选择 |
| 2.4.2 磁性粉末颗粒的绝缘 |
| 2.4.3 模压成型 |
| 2.4.4 退火热处理 |
| 2.4.5 磁性元件制作 |
| 2.5 样品的表征 |
| 2.5.1 软磁复合材料微结构测试 |
| 2.5.2 软磁复合材料饱和磁化强度测试 |
| 2.5.3 软磁粉芯体电阻率测试 |
| 2.5.4 软磁粉芯磁导率测试 |
| 2.5.5 软磁粉芯损耗测试 |
| 第三章 低熔点玻璃包覆铁硅软磁复合材料的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备 |
| 3.3 实验方案设计 |
| 3.3.1 玻璃包覆量的设定 |
| 3.3.2 退火热处理温度的设定 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 玻璃包覆量对磁粉芯密度的影响 |
| 3.4.2 磁粉的形貌及微结构分析 |
| 3.4.3 玻璃包覆量对材料饱和磁化强度的影响 |
| 3.4.4 玻璃包覆量对磁粉芯磁导率的影响 |
| 3.4.5 退火热处理温度对磁粉芯磁导率的影响 |
| 3.4.6 退火热处理温度对磁粉芯磁谱的影响 |
| 3.4.7 玻璃包覆量对磁粉芯体电阻率的影响 |
| 3.4.8 玻璃包覆量对磁粉芯磁损耗的影响 |
| 3.4.9 本研究的制备工艺小结 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 永磁锶铁氧体包覆铁硅软磁复合材料的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 M型永磁六角锶铁氧体 |
| 4.3 样品的制备 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.4.1 锶铁氧体包覆量对磁粉芯密度的影响 |
| 4.4.2 磁粉的形貌及微结构分析 |
| 4.4.3 锶铁氧体包覆量对材料M-H特性的影响 |
| 4.4.4 锶铁氧体包覆量对磁粉芯磁导率的影响 |
| 4.4.5 锶铁氧体包覆量对磁粉芯磁谱的影响 |
| 4.4.6 锶铁氧体包覆量对磁粉芯体电阻率的影响 |
| 4.4.7 锶铁氧体包覆量对磁粉芯磁损耗的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 磷酸盐包覆铁硅铝软磁复合材料的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品的制备 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 磁粉的形貌及微结构分析 |
| 5.3.2 磷酸包覆量对磁粉芯磁导率的影响 |
| 5.3.3 磷酸包覆量对磁粉芯磁谱的影响 |
| 5.3.4 磷酸包覆量对磁粉芯直流偏置性能的影响 |
| 5.3.5 磷酸包覆量对磁粉芯磁损耗的影响 |
| 5.3.6 关于本研究铁硅铝磁粉芯磁导率的讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于软磁复合材料的特种磁性元件的制备及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于高磁导率铁硅铝软磁复合粉芯的特种共模电感器 |
| 6.2.1 研究现状 |
| 6.2.2 样品制备 |
| 6.2.3 实验结果与分析 |
| 6.2.4 本节小结 |
| 6.3 基于高磁导率铁硅铝软磁复合粉芯的磁集成直流电感器 |
| 6.3.1 研究现状 |
| 6.3.2 样品制备 |
| 6.3.3 实验结果与分析 |
| 6.3.4 本节小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、纳米晶软磁材料及其应用（论文参考文献）
- [1]具有优异高频磁导率的Fe基纳米晶合金的制备及其组织结构和磁性能的研究[D]. 郭瑞. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]Fe基非晶/纳米晶磁芯热处理工艺及性能研究[D]. 潘琳茹. 山东大学, 2021(09)
- [3]软磁磁粉芯和烧结软磁材料：结构、性能、特点和应用[J]. 刘亚丕,石康,石凯鸣,石凯翔. 磁性材料及器件, 2021(03)
- [4]富铁型Fe-B-Cu-（Al）非晶纳米合金的制备及性能研究[D]. 王鑫. 华南理工大学, 2020(02)
- [5]铁基-SiO2软磁复合铁芯的流态化气相原位沉积制备与性能调控研究[D]. 江志. 安徽工业大学, 2020
- [6]磁场/应力热处理作用下铁基非晶/纳米晶合金软磁性能研究[D]. 李东辉. 东南大学, 2020(01)
- [7]铁粉的绝缘包覆处理及模压后磁电性能研究[D]. 陈佳琪. 山东大学, 2020(12)
- [8]掺杂与图案化对Fe基软磁薄膜动态磁性的影响[D]. 冯红梅. 兰州大学, 2020(01)
- [9]新型Fe基非晶纳米晶软磁合金的成分设计与性能优化[D]. 朱乾科. 太原科技大学, 2020(03)
- [10]面向特种磁性元件需求的软磁复合材料的磁性能及损耗机制研究[D]. 胡锋. 安徽大学, 2020(07)