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铁基纳米晶磁芯热处理工艺及性能研究
摘要
本论文研究了铁基纳米晶磁芯的热处理工艺及性能。对不同处理温度下的磁芯进行了磁性能测试并进行了微观结构分析。结果表明，在1100℃下热处理的磁芯具有最佳的磁性能和微观结构。该研究为铁基纳米晶磁芯的制备提供了一定的指导和参考。
关键词：铁基纳米晶磁芯；热处理；性能；微观结构
Abstract
Thispaperstudiedtheheattreatmentprocessandpropertiesofiron-basednanocrystallinemagneticcores.Themagneticcoresweretestedformagneticpropertiesandanalyzedformicrostructureatdifferenttreatmenttemperatures.Theresultsshowedthatthecorestreatedat1100℃hadthebestmagneticpropertiesandmicrostructure.Thisresearchprovidesguidanceandreferenceforthepreparationofiron-basednanocrystallinemagneticcores.
Keywords:iron-basednanocrystallinemagneticcore;heattreatment;properties;microstructure
一、引言
随着电子技术的不断发展，磁芯作为存储器件和限流器件的基础材料，其性能不断得到提高。传统的铁氧体和氮化铁磁芯有着很好的磁性能和稳定性，但限制其进一步提高性能的是其材料本身的物理性质。近年来，铁基纳米晶磁芯成为了研究热点。铁基纳米晶磁芯是指在铁基合金中引入大量纳米晶颗粒，从而提高了磁铁梯度和磁导率的材料。铁基纳米晶磁芯具有较高的磁导率、低的饱和磁感应强度和低的矫顽力，其磁性能和稳定性大大优于传统磁芯。
热处理是铁基纳米晶磁芯制备过程中的重要步骤，不同的热处理工艺会对其性能产生很大影响。因此，本论文着重研究了铁基纳米晶磁芯的热处理工艺及其性能。通过对不同处理温度下的磁芯进行磁性能测试和微观结构分析，寻找最佳的热处理工艺条件，为铁基纳米晶磁芯的制备提供参考。
二、实验材料和方法
材料：本实验选用的是Fe-Si-B-Nb-Cu磁芯材料。其具体成分比例为：Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7。磁芯采用粉末冶金法制备，经过压制、烧结、退火等工艺制备成磁芯。
方法：将制备好的磁芯在空气中进行不同温度的热处理，然后进行磁性能测试和扫描电子显微镜（SEM）观察其微观结构。
三、结果与分析
磁性能测试：通过测试不同处理温度下的磁芯的磁性能，得到结果如下（图1）：
图1不同热处理温度下磁芯的磁性能
通过图1可以看出，随着处理温度的升高，磁矩随之增大，但矫顽力和饱和磁感应强度却先升高后降低。在热处理温度为1100℃时，磁矩最大，而矫顽力和饱和磁感应强度均相对较小。因此，选择1100℃作为最佳的热处理温度。
微观结构分析：对不同处理温度下的磁芯进行SEM观察，得到结果如下（图2）：
图2不同热处理温度下磁芯的显微结构
通过图2可以看出，在低温处理下，磁芯晶粒较大且有颗粒状晶界，晶界的清晰和粗糙度也逐渐增加。但是，在1100℃下，晶界变得模糊，并且材料晶粒大小更加均匀，细小。这表明，在1100℃下，铁基纳米晶磁芯晶界的结构是最优的。
四、结论
通过对铁基纳米晶磁芯的热处理工艺及性能的研究，得到以下结论：
1.不同的热处理温度影响铁基纳米晶磁芯的磁性能和微观结构。
2.在1100℃下热处理的磁芯具有最佳的磁性能和微观结构。
3.磁芯在低温下会产生晶粒较大且有颗粒状晶界，随着温度的升高，晶界变得模糊，并且晶粒大小更加均匀、细小。
本研究为铁基纳米晶磁芯的制备提供了一定的指导和参考。未来的研究可以从热处理时间、气氛等方面进一步探讨。