铁基纳米晶软磁材料的温度特性

    铁基纳米晶合金铁心  铁心的损耗Pcm和幅值磁导率µa是设计高频变压器的重要性能指标，在变压器尺寸确定之后，幅值磁导率µa越高，变压器输入信号越小；铁心损耗 Pcm越低，变压器效率越高。如果铁心损耗Pcm和幅值磁导率µa在使用温度范围内稳定，那就可确保高频变压器的工作稳定。从表1和图1、2中可以看到，铁心的磁导率在－55~200℃范围内，随温度升高，略有增加，变化不大；铁心损耗则随温度升高，呈现下降趋势，均没有引起性能的恶化，这种变化应该是由于电子及磁畴运动受温度影响造成的。当温度继续升高，磁导率则降低，铁心损耗增高，磁性能急剧恶化，不再具有磁性器件的功能作用。  

    通常认为居里点是铁磁材料使用温度的最高极限。从中可以看到，铁基纳米晶合金的居里温度为550℃，仅低于硅钢，而且该合金铁心已经过550℃× 1h以上的晶化热处理，组织性能相当稳定，所以在－55~200℃试验温度范围内，铁心的微观组织不可能发生变化，磁性能也不会发生太大变化，处于性能稳定状态。若温度继续升高的话，对铁基纳米晶合金铁心性能的影响将不可避免，磁性能下降直至消失。鉴于制成变压器的其他材料如漆包线等的耐热温度一般不超过150℃，在产品设计中已充分考虑了高频变压器工作时的温升问题，因此铁基纳米晶合金铁心在使用温度范围之内保证性能稳  几种常用软磁合金性能比较  合金  µmax/104 Bs/T 铁损P/W·kg－ 1 ρ/µΩ·cm TC/

740   定，满足使用要求是没有问题的。  冯挹等曾研究了电子变压器用铁基纳米晶合金铁心在－55~180℃温度范围内的P0.4/10K、 P0.5/20K、P0.3/50K、P0.2/100K铁损变化情况。结果显示，不同频率和磁感应强度下的铁损Pcm变化不大，性能波动范围在磁性器件的要求范围之内，并达到军工电子产品的技术性能要求（±8%），这与我们的研究结果是一致的。  4.2 铁基纳米晶磁粉心  磁粉心产品主要用作电感器件，电感量L是与磁粉心的有效磁导率µe成正比，品质因数Q值是磁粉心损耗的表现。可以看到，在－55~150℃温度范围内，四种不同有效磁导率µe样品的电感量L变化很小；品质因数Q值在低温段增高，－20~150℃几乎没有变化。 性能稳定的理由同上述分析一样，磁粉心在低温段损耗降低，品质因数Q 值就越高。

    结束语  采用快淬技术制备的铁基纳米晶合金加工制成的各种铁心器件已经过550℃×1h以上的部分晶化热处理，组织性能相当稳定。文中通过测试几种常用铁基纳米晶合金铁心器件在－55~150℃温度范围内的磁性能变化情况，表明铁基纳米晶合金铁心产品确实具有良好的温度稳定性，这为用户放心使用提供了依据。