鐵硅鋁ppt課件

1、鐵硅鋁簡介鐵硅鋁簡介1;.n一、簡介一、簡介n二、性能二、性能n三、制備三、制備n四、應(yīng)用四、應(yīng)用2;.一、簡介一、簡介n磁粉芯是由磁性材料粉末與絕緣介質(zhì)混合壓制而成的一種軟磁材料。由于其電阻率要磁粉芯是由磁性材料粉末與絕緣介質(zhì)混合壓制而成的一種軟磁材料。由于其電阻率要比合金大得多，因此渦流損耗小，可在較高的頻率下使用。又由于其飽和磁化強(qiáng)度較比合金大得多，因此渦流損耗小，可在較高的頻率下使用。又由于其飽和磁化強(qiáng)度較高，也可用于較高的功率下，這些特性使磁粉芯在許多應(yīng)用場合具有其它磁性材料難高，也可用于較高的功率下，這些特性使磁粉芯在許多應(yīng)用場合具有其它磁性材料難以比擬的優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于電訊、雷

2、達(dá)、電視、電源等產(chǎn)品中的電感濾波器、扼流以比擬的優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于電訊、雷達(dá)、電視、電源等產(chǎn)品中的電感濾波器、扼流線圈及開關(guān)電源鐵芯。線圈及開關(guān)電源鐵芯。3;.n磁粉芯根據(jù)含磁性材料粉末的不同大致分為以下幾類：鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、高磁通磁粉芯根據(jù)含磁性材料粉末的不同大致分為以下幾類：鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、高磁通密度粉芯、坡莫合金粉芯和鐵氧體粉芯。鐵氧體磁粉芯雖然可用于高頻范圍，但其低密度粉芯、坡莫合金粉芯和鐵氧體粉芯。鐵氧體磁粉芯雖然可用于高頻范圍，但其低的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度也限制了其應(yīng)用場合；鐵粉芯雖然價格低廉，但高頻特性和損耗特的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度也限制了其應(yīng)用場合；鐵粉芯雖然價格低廉，但高頻特性和

3、損耗特性不佳；高磁通密度粉芯性不佳；高磁通密度粉芯(Fe-Ni粉芯粉芯)和坡莫合金粉芯和坡莫合金粉芯(MPP)雖然具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)雖然具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、直流疊加特性及溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但成本高，只用于航空航天等特殊場合。度、直流疊加特性及溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但成本高，只用于航空航天等特殊場合。4;.n隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，對電子器件的高頻化、高功率密度化、小型化及抗電磁干隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，對電子器件的高頻化、高功率密度化、小型化及抗電磁干擾的要求日益突出，市場需求日益增加。鐵硅鋁磁粉芯作為一種新型復(fù)合電子材料，擾的要求日益突出，市場需求日益增加。鐵硅鋁磁粉芯作為一種新型復(fù)合電子

4、材料，由于其具有良好的高頻磁性能，良好的溫度穩(wěn)定性，寬恒導(dǎo)磁及低損耗、低成本等特由于其具有良好的高頻磁性能，良好的溫度穩(wěn)定性，寬恒導(dǎo)磁及低損耗、低成本等特點，已快速發(fā)展起來，在輸出電感、線路濾波器、功率因素校正器等器件中得到了廣點，已快速發(fā)展起來，在輸出電感、線路濾波器、功率因素校正器等器件中得到了廣泛的應(yīng)用。泛的應(yīng)用。5;.n鐵硅鋁是一種低損耗和相對高飽和度（鐵硅鋁是一種低損耗和相對高飽和度（10500高斯）的材料，所以非常適用于功率因高斯）的材料，所以非常適用于功率因數(shù)校正電路，以及單向驅(qū)動器的應(yīng)用，例如脈沖變壓器和回掃變壓器。由于接近零磁數(shù)校正電路，以及單向驅(qū)動器的應(yīng)用，例如脈沖變壓器和

5、回掃變壓器。由于接近零磁致伸縮，鐵硅鋁是消除在線噪音濾波器和電感器中的可聽頻率噪聲的最佳選擇。鐵硅致伸縮，鐵硅鋁是消除在線噪音濾波器和電感器中的可聽頻率噪聲的最佳選擇。鐵硅鋁磁粉芯的組成包含有鋁磁粉芯的組成包含有85 鐵（鐵（Fe），），9硅（硅（Si），和），和6鋁合金粉（鋁合金粉（Al），并具有），并具有高儲能，以及高溫下性能穩(wěn)定的優(yōu)點。高儲能，以及高溫下性能穩(wěn)定的優(yōu)點。6;.二、性能二、性能n初始磁導(dǎo)率隨頻率的變化初始磁導(dǎo)率隨頻率的變化7;.8;.n有效磁導(dǎo)率隨頻率的變化有效磁導(dǎo)率隨頻率的變化9;.10;.n磁導(dǎo)率隨頻率的變化曲線磁導(dǎo)率隨頻率的變化曲線11;.n磁導(dǎo)率隨溫度的變化曲線磁導(dǎo)

6、率隨溫度的變化曲線12;.13;.14;.15;.n鐵粉芯與鐵硅鋁功耗對比鐵粉芯與鐵硅鋁功耗對比16;.鐵硅鋁與鐵氧體的對比鐵硅鋁與鐵氧體的對比n鐵硅鋁的磁通量是間隙鐵氧體的鐵硅鋁的磁通量是間隙鐵氧體的2倍以上倍以上, 這使磁芯的尺寸可縮小這使磁芯的尺寸可縮小35%，設(shè)計時可以把磁芯，設(shè)計時可以把磁芯的尺寸縮小的尺寸縮小30%至至35%。鐵氧體磁性能隨溫度變化，而鐵硅鋁保持相對穩(wěn)定。很多鐵氧體。鐵氧體磁性能隨溫度變化，而鐵硅鋁保持相對穩(wěn)定。很多鐵氧體供應(yīng)商或者廠家會給出產(chǎn)品在供應(yīng)商或者廠家會給出產(chǎn)品在25到到100不同環(huán)境下材質(zhì)的差異。由于鐵硅鋁的材質(zhì)及不同環(huán)境下材質(zhì)的差異。由于鐵硅鋁的材質(zhì)及

7、結(jié)構(gòu)和間隙鐵氧體不同，隨著溫度改變，變化不會很大。在邊緣損耗方面，鐵硅鋁不會發(fā)結(jié)構(gòu)和間隙鐵氧體不同，隨著溫度改變，變化不會很大。在邊緣損耗方面，鐵硅鋁不會發(fā)生邊緣損耗，而間隙鐵氧體有很大的邊緣損耗。鐵芯的間隙部分隨著溫度的增加損耗會增生邊緣損耗，而間隙鐵氧體有很大的邊緣損耗。鐵芯的間隙部分隨著溫度的增加損耗會增加。鐵硅鋁也有間隙，但是這是均勻的分布式間隙，因為這個形式，在高功率的應(yīng)用上會加。鐵硅鋁也有間隙，但是這是均勻的分布式間隙，因為這個形式，在高功率的應(yīng)用上會更好。更好。17;.鐵硅鋁與鐵粉芯的對比鐵硅鋁與鐵粉芯的對比n交流電流會產(chǎn)生高頻磁場，造成磁芯損耗并導(dǎo)致磁芯變熱。這種情況在鐵硅鋁中

8、會減交流電流會產(chǎn)生高頻磁場，造成磁芯損耗并導(dǎo)致磁芯變熱。這種情況在鐵硅鋁中會減少，因此電感更有效率，溫度更低。鐵硅鋁的磁芯損耗低于鐵粉芯。關(guān)于接近零的磁少，因此電感更有效率，溫度更低。鐵硅鋁的磁芯損耗低于鐵粉芯。關(guān)于接近零的磁致伸縮問題，鐵硅鋁非常適用于消除濾波電感中的音頻噪音。鐵硅鋁在制造時沒有使致伸縮問題，鐵硅鋁非常適用于消除濾波電感中的音頻噪音。鐵硅鋁在制造時沒有使用有機(jī)粘結(jié)劑，因此，沒有任何熱老化的問題。所有鐵硅鋁磁芯都能在用有機(jī)粘結(jié)劑，因此，沒有任何熱老化的問題。所有鐵硅鋁磁芯都能在200 下連續(xù)下連續(xù)操作，相對的，鐵粉芯有磁致伸縮。操作，相對的，鐵粉芯有磁致伸縮。18;.鐵硅鋁的優(yōu)

9、點鐵硅鋁的優(yōu)點n鐵硅鋁合金磁粉芯原材料中不含貴金屬，成本低于含鐵硅鋁合金磁粉芯原材料中不含貴金屬，成本低于含Ni的高磁通磁粉芯和鐵鎳鉬磁粉的高磁通磁粉芯和鐵鎳鉬磁粉芯。價格比鐵粉芯略貴些。芯。價格比鐵粉芯略貴些。n鐵硅鋁合金磁粉芯，磁滯系數(shù)低，可制成低噪聲濾波器。鐵硅鋁合金磁粉芯，磁滯系數(shù)低，可制成低噪聲濾波器。n鐵硅鋁合金磁粉芯最大磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到鐵硅鋁合金磁粉芯最大磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到10500高斯。高斯。n鐵硅鋁合金磁粉芯損耗低，遠(yuǎn)低于鐵粉芯。高頻工作條件下，磁粉芯的溫升還遠(yuǎn)低于鐵硅鋁合金磁粉芯損耗低，遠(yuǎn)低于鐵粉芯。高頻工作條件下，磁粉芯的溫升還遠(yuǎn)低于鐵粉芯，可以和鐵鎳鉬粉芯鐵粉芯，可以和鐵鎳鉬

10、粉芯(MPP粉芯粉芯)和鐵鎳合金磁粉芯和鐵鎳合金磁粉芯(高磁通粉芯高磁通粉芯)相比。相比。n鐵硅鋁合金磁粉芯有很好的直流迭加特性，可在大電流狀態(tài)下工作。鐵硅鋁合金磁粉芯有很好的直流迭加特性，可在大電流狀態(tài)下工作。19;.三、制備三、制備n粉末退火粉末退火粉末篩分粉末篩分絕緣包覆絕緣包覆壓制成型壓制成型熱處理熱處理20;.n(1)粉末退火粉末退火n由于雜質(zhì)大多以氧化物形態(tài)存在，而金屬氧化物粉末是硬而脆的，而且存在于金屬粉由于雜質(zhì)大多以氧化物形態(tài)存在，而金屬氧化物粉末是硬而脆的，而且存在于金屬粉末的表面，壓制時使得粉末的壓制阻力增加，壓制性能變壞。粉末的預(yù)先退火可以降末的表面，壓制時使得粉末的壓制

11、阻力增加，壓制性能變壞。粉末的預(yù)先退火可以降低碳，氧和其他雜質(zhì)的含量，提高粉末的純度。如將粉末在低碳，氧和其他雜質(zhì)的含量，提高粉末的純度。如將粉末在1000下熱處理下熱處理1h，并通，并通入入H2作為保護(hù)氣體。作為保護(hù)氣體。21;.n(2)粉末篩分粉末篩分n篩分的目的在于把顆粒大小不同的原始粉末進(jìn)行分級。如采用篩分的目的在于把顆粒大小不同的原始粉末進(jìn)行分級。如采用100目，目，150目，目，250目，目，325目的標(biāo)準(zhǔn)分樣篩篩分所需的不同粒度粉體。目的標(biāo)準(zhǔn)分樣篩篩分所需的不同粒度粉體。22;.n(3)絕緣包覆絕緣包覆n絕緣處理是制造磁粉芯的關(guān)鍵，其目的就是用絕緣劑將合金粉末包覆起來，以阻隔粉絕

12、緣處理是制造磁粉芯的關(guān)鍵，其目的就是用絕緣劑將合金粉末包覆起來，以阻隔粉芯之間的渦流，從而降低粉芯的渦流損耗。芯之間的渦流，從而降低粉芯的渦流損耗。n如采用鉻酸或磷酸為鈍化劑，云母為絕緣劑，硅酮樹脂和水玻璃為粘結(jié)劑，正硅酸乙如采用鉻酸或磷酸為鈍化劑，云母為絕緣劑，硅酮樹脂和水玻璃為粘結(jié)劑，正硅酸乙醋為耦聯(lián)劑，硬脂酸鋅為潤滑劑，絕緣粘結(jié)劑總量醋為耦聯(lián)劑，硬脂酸鋅為潤滑劑，絕緣粘結(jié)劑總量1.5wt%6wt%。23;.n(4)壓制成型壓制成型n(5)熱處理熱處理n目的是消除粉末在粉碎和壓制成型時的內(nèi)應(yīng)力，從而改善磁粉芯的電磁特性；另一個目的是消除粉末在粉碎和壓制成型時的內(nèi)應(yīng)力，從而改善磁粉芯的電磁特

13、性；另一個目的是提高磁粉芯的機(jī)械強(qiáng)度。目的是提高磁粉芯的機(jī)械強(qiáng)度。24;.磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率=60的鐵硅鋁磁粉芯的制造方法，步驟如下：的鐵硅鋁磁粉芯的制造方法，步驟如下：na）取鐵硅鋁粉適量，高速粉碎，粒度達(dá)）取鐵硅鋁粉適量，高速粉碎，粒度達(dá)-100-300目；目；nb）焙炒至溫度達(dá)到）焙炒至溫度達(dá)到30100攝氏度時加入鈍化劑，加入量為鐵硅鋁粉量的攝氏度時加入鈍化劑，加入量為鐵硅鋁粉量的0.5%5.0%，繼繼續(xù)焙炒繼繼續(xù)焙炒 至溫度達(dá)到至溫度達(dá)到200350攝氏度時加入硅脂和絕緣劑，硅脂的加入量為鐵硅鋁攝氏度時加入硅脂和絕緣劑，硅脂的加入量為鐵硅鋁粉量的粉量的0.1%1.0%，絕緣劑加入量為鐵硅鋁

14、粉量的，絕緣劑加入量為鐵硅鋁粉量的0.3%3.0%，繼續(xù)焙炒至干燥；，繼續(xù)焙炒至干燥；25;.nc）焙炒冷卻后加入潤滑劑，加入量為粉末混合物總量的）焙炒冷卻后加入潤滑劑，加入量為粉末混合物總量的0.1%5.0%；nd）壓制成型，壓強(qiáng)：）壓制成型，壓強(qiáng)：522 ton/cm2；ne）熱處理：溫度）熱處理：溫度600900攝氏度，空氣中進(jìn)行攝氏度，空氣中進(jìn)行175min，或在，或在N2中進(jìn)行中進(jìn)行20120min，得目標(biāo)產(chǎn)物。得目標(biāo)產(chǎn)物。26;.n所述鐵硅鋁粉包含所述鐵硅鋁粉包含49%的的Si，612%的的Al和余量的和余量的Fe。n所述鈍化劑為中強(qiáng)酸，稀釋所述鈍化劑為中強(qiáng)酸，稀釋2030倍。倍。

15、n所述絕緣劑為陶瓷粉。所述絕緣劑為陶瓷粉。n所述潤滑劑為二硫化鉬、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中任選一種。所述潤滑劑為二硫化鉬、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中任選一種。n其中步驟其中步驟b)中加入的硅脂、絕緣劑先進(jìn)行超聲粉碎，時間中加入的硅脂、絕緣劑先進(jìn)行超聲粉碎，時間30-60分鐘，并采用酒精作稀分鐘，并采用酒精作稀釋劑。釋劑。27;.n本發(fā)明優(yōu)點：本發(fā)明優(yōu)點：n1、采用價低的鐵硅鋁粉，大大降低了成本；、采用價低的鐵硅鋁粉，大大降低了成本；n2、采用高速粉碎法，從而使粉末形成了高的電感值、高的品質(zhì)因素和較低的功率損耗、采用高速粉碎法，從而使粉末形成了高的電感值、高的品質(zhì)因素和較低的功率損耗密度；密度；n3、制造

16、的磁粉芯，磁導(dǎo)率為、制造的磁粉芯，磁導(dǎo)率為60，具有較低的鐵芯損耗和良好的直流偏磁場性能。，具有較低的鐵芯損耗和良好的直流偏磁場性能。28;.四、應(yīng)用四、應(yīng)用n1.高頻功率濾波器高頻功率濾波器n鐵硅鋁磁粉芯鐵硅鋁磁粉芯 工作頻率工作頻率0-200MHZ，比鐵氧體高，現(xiàn)在，比鐵氧體高，現(xiàn)在MnZn最高頻率在最高頻率在1MHz，但是，但是電流較小，電流較小，NiZn頻率較高，但是在弱電流中應(yīng)用。而鐵硅鋁磁粉芯是大電流中應(yīng)用，頻率較高，但是在弱電流中應(yīng)用。而鐵硅鋁磁粉芯是大電流中應(yīng)用，可達(dá)到幾十可達(dá)到幾十幾百安培。幾百安培。 n2.不間斷電源（不間斷電源（UPS） 29;.n3.脈沖變壓器脈沖變壓器

17、n所謂脈沖變壓器是一種寬頻變壓器。對通信用的變壓器而言，非線性畸變是一個極重所謂脈沖變壓器是一種寬頻變壓器。對通信用的變壓器而言，非線性畸變是一個極重要的指標(biāo)，因此要求變壓器工作在磁心的起始導(dǎo)磁率處，以至即使象輸入變壓器那樣要的指標(biāo)，因此要求變壓器工作在磁心的起始導(dǎo)磁率處，以至即使象輸入變壓器那樣功率非常小的變壓器，外形也不得不取得相當(dāng)大。脈沖變壓器變壓的信號要比普通電功率非常小的變壓器，外形也不得不取得相當(dāng)大。脈沖變壓器變壓的信號要比普通電源變壓器的頻率高的多，一般為源變壓器的頻率高的多，一般為10K-100kHZ，而普通電源變壓器為，而普通電源變壓器為50HZ。這樣脈沖。這樣脈沖變壓器的效

18、率就要比普通變壓器高得多，體積亦可以小很多。變壓器的效率就要比普通變壓器高得多，體積亦可以小很多。 30;.31;.n4.行輸出變壓器（高壓包）行輸出變壓器（高壓包）n行輸出變壓器現(xiàn)在習(xí)慣上應(yīng)用行輸出變壓器現(xiàn)在習(xí)慣上應(yīng)用MnZn鐵氧體，開氣隙損耗大，而應(yīng)用鐵硅鋁磁粉芯不用鐵氧體，開氣隙損耗大，而應(yīng)用鐵硅鋁磁粉芯不用開氣隙，損耗小，而且可在大電流電應(yīng)用，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。開氣隙，損耗小，而且可在大電流電應(yīng)用，具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。32;.n5.開關(guān)電源開關(guān)電源n開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持

19、穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。與線性電源相比，開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過電壓的一種電源。與線性電源相比，開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波斬波”，即，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。脈沖的占空比由開把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓組數(shù)。最后這些交流波高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓組數(shù)。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。