微胞軟磁復(fù)合材料軟磁特性的有限元模擬.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，無論是電力電子器件、信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)還是軍事國防工業(yè)，都對(duì)軟磁材料提出了更高的要求。本課題組制備出的具有微胞結(jié)構(gòu)的軟磁復(fù)合材料，以軟磁鐵氧體作為的絕緣包覆層，利用等離子放電燒結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高、低熔點(diǎn)不同相的致密燒結(jié)，在提高軟磁材料電阻率的同時(shí)，兼顧到磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，是解決軟磁材料高磁能密度與高電阻率矛盾的可行辦法。
　　本文對(duì)微胞軟磁復(fù)合材料的制備工藝進(jìn)行改良，制備出了微胞尺寸一致，包覆層均勻的微胞軟磁復(fù)合材料，

2、樣品電阻率有了明顯的提高。
　　針對(duì)微胞軟磁復(fù)合材料的特殊結(jié)構(gòu)，構(gòu)建微胞軟磁復(fù)合材料的模擬模型。以有限個(gè)微胞實(shí)現(xiàn)對(duì)無窮多個(gè)微胞堆垛時(shí)單個(gè)微胞電磁場分布情況的近似求解，使得對(duì)具有復(fù)雜形狀周期性堆垛的軟磁復(fù)合材料進(jìn)行模擬計(jì)算成為可能。
　　在模擬計(jì)算過程中，改了變金屬粉體粒徑、金屬粉體與包覆層磁導(dǎo)率、包覆層電阻率和樣品宏觀電阻率，計(jì)算出不同條件下樣品的等效磁導(dǎo)率、胞間渦流損耗、胞內(nèi)渦流損耗，定量分析出了以上各個(gè)因素的變化對(duì)制備出

3、的微胞軟磁復(fù)合材料性能的影響。
　　模擬計(jì)算的結(jié)果表明:采用高磁導(dǎo)率的絕緣包覆材料是提高具有微胞結(jié)構(gòu)的軟磁復(fù)合材料等效磁導(dǎo)率的最主要手段。在軟磁性絕緣包覆的前提下，提高金屬粉體的磁導(dǎo)率，降低包覆層的體積分?jǐn)?shù)可以進(jìn)一步提高樣品的等效磁導(dǎo)率。微胞軟磁復(fù)合材料的可以分為胞間渦流損耗和胞內(nèi)渦流損耗兩個(gè)部分，胞間渦流損耗與頻率的平方成正比，與宏觀電阻率成反比;胞內(nèi)渦流損耗與粒徑的平方、頻率的平方成正比，與顆粒的電阻率成反比。當(dāng)樣品宏觀電阻率

4、達(dá)到一定水平后，其渦流損耗逐漸以胞內(nèi)損耗為主，需要采用更高電阻率、更小粒徑的金屬粉體以進(jìn)一步降低總渦流損耗。
　　本文建立了微胞軟磁復(fù)合材料軟磁特性的有限元模擬模型，定量說明了微胞軟磁復(fù)合材料采用軟磁性絕緣包覆對(duì)于提高樣品磁導(dǎo)率的重要性，為今后原材料的選擇和樣品的性能改進(jìn)指明了方向。通過數(shù)值計(jì)算獲得材料的軟磁性能，從而減少和簡化微胞軟磁復(fù)合材料研究過程中的實(shí)驗(yàn)工作，降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，為進(jìn)一步深入的研究做好了鋪墊，并開辟了