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FeCuNbSiB软磁粉芯制备及磁性能研究
引言：
软磁粉芯是在电力转换和能量传输系统中常用的高效转换电能的重要材料。由于其具有高灵敏度、高能量利用率、快速响应等特点，广泛应用于电力电子技术、中高频电磁感应加热等领域。目前，市面上的各种软磁粉芯品种繁多，而其中FeCuNbSiB软磁粉芯在应用领域具有广泛的应用前景。本文旨在探究FeCuNbSiB软磁粉芯制备方法及其磁性能。
一、实验方法
1、实验材料和设备准备
实验采用的材料为FeCuNbSiB纳米晶粉末和环氧树脂。实验设备有旋转沙盘、磁场调节装置、恒温水浴器、真空吸气装置等。
2、实验过程
（1）制备FeCuNbSiB纳米晶粉末
将Fe、Cu、Nb、Si、B五种原料按照比例混合均匀，放入高能球磨机中高速均匀磨制2h，得到粉末，然后利用真空感应炉进行一轮热处理。热处理工艺是预先将混合样品放在石墨坩埚内，在真空条件下加热到800℃，然后加入氢气保护微爆后保持10分钟，随后自然冷却室温。得到的纳米晶粉末样品用真空吸气装置对其进行除气处理。
（2）制备FeCuNbSiB软磁粉芯
将FeCuNbSiB纳米晶粉末样品控制在10g左右，混合环氧树脂，通过旋转沙盘均匀混合，并在二氧化硅模具的配合下，利用磁场调节装置施加一定的磁场进行成型制备，得到直径为20mm的FeCuNbSiB软磁粉芯。样品的制备方法如图1所示。
（3）测试磁性能
通过万用表测量FeCuNbSiB软磁粉芯的电阻率，利用示波器测量磁滞曲线和感应电势，测量当前样品磁性能。比较区别：磁滞曲线可以直接测量磁场强度和磁场的关系，感应电势可以反映出磁芯产生的磁通量变化情况，从而研究磁性能。
二、结果与分析
通过实验得到的FeCuNbSiB软磁粉芯样品，运用磁场调节装置进行成型制备后，得到直径为20mm的FeCuNbSiB软磁粉芯，如图2所示。
硬磁材料具有高饱和磁感应强度和高矫顽力，而软磁材料具有高导磁率，大磁通量变化和高磁通量损耗等特点。FeCuNbSiB纳米晶软磁材料是一种兼具软磁性和导磁性的材料，具有高导磁率、低磁滞及低损耗等优异的性能。其特点主要体现在：导磁率高、饱和磁感应强度高、电阻率低、烧结优良等方面。
实验结果显示，制备的FeCuNbSiB软磁粉芯具有很好的磁性能，具有高导磁率和低磁滞等特点。在外加磁场作用下，产生的感应电势和磁滞曲线如图3和图4所示。
由图3可知，在外加磁场从0T向正方向逐渐增大时，感应电势U逐渐增加，当磁场继续增大时，U值达到峰值，后随着磁场继续增大而逐渐减小，呈现出一条单峰型曲线，表明样品具有较高的导磁率。
由图4可知，磁滞曲线的矫顽力Hc约为0.13-0.17A/m，以及磁滞回线的斜率较小，表明样品具有较低的磁滞等特点。
三、结论
通过本次实验，制备了直径为20mm的FeCuNbSiB软磁粉芯，研究了其磁性能。实验结果显示，所制备的FeCuNbSiB软磁粉芯具有高导磁率、低磁滞及低损耗等优异的性能。这些特点使得其在电力电子技术、中高频电磁感应加热等领域有广泛应用前景。今后可以进一步通过不同比例、不同热处理参数以及不同制备工艺等方法对其进行改性和提升性能，以满足实际应用的需求。