降低非晶纳米晶剩余损耗的方法有哪些

 磁测相关知识     |      2025-02-14 11:14:05

       降低非晶纳米晶剩余损耗可从材料成分优化、制备工艺改进、磁场应用优化等方面入手,具体方法如下:

一、材料成分优化

1、添加特定元素:

       在非晶纳米晶合金中添加一些特定元素,如铌(Nb)、钼(Mo)、钨(W)等,可以提高材料的磁导率,降低磁晶各向异性,从而减少磁畴壁运动的阻力,降低剩余损耗。例如,在 Fe 基非晶纳米晶合金中添加适量的 Nb,能形成细小均匀的纳米晶相,改善磁性能。

2、调整元素配比:

       精确调整合金中各元素的比例,可使材料的微观结构达到最佳状态。以 Co 基非晶纳米晶为例,调整 Co、Fe、B 等元素的含量,能优化材料的磁性,降低剩余损耗。

二、制备工艺改进

1、优化快速凝固工艺:

       快速凝固是制备非晶纳米晶的关键工艺,提高冷却速度可以使材料形成更均匀、更细小的非晶结构,减少缺陷和杂质,降低剩余损耗。如采用单辊急冷法时,通过提高辊速来增加冷却速度,可改善材料性能。

2、精确控制退火工艺:

       退火处理能消除材料内部的应力,使纳米晶相更加稳定和均匀。精确控制退火温度、时间和冷却速率等参数至关重要。例如,对于 FeCuNbSiB 系非晶纳米晶合金,在 500 - 600℃下进行适当时间的退火处理,可使材料的剩余损耗明显降低。

3、采用先进制备技术:

       采用如磁控溅射、脉冲激光沉积等先进技术,可制备出具有更优异性能的非晶纳米晶薄膜材料。这些技术能精确控制材料的成分和结构,减少缺陷,从而降低剩余损耗。

三、磁场应用优化

1、施加合适的直流偏置磁场:

       在非晶纳米晶材料的使用过程中,施加适当的直流偏置磁场,可以使磁畴结构处于更有利的状态,降低磁滞现象,减少剩余损耗。例如在一些磁性传感器中,通过设置合适的偏置磁场来优化性能。

2、优化磁场频率和强度:

       根据非晶纳米晶材料的特性和具体应用场景,合理选择磁场的频率和强度范围,避免在剩余损耗较大的频率和强度区域工作。通过实验和模拟,确定最佳的磁场参数,以降低剩余损耗。

四、表面处理

1、涂层保护:

       在非晶纳米晶材料表面涂覆一层绝缘涂层,如二氧化硅(SiO₂)、聚酰亚胺等,可以减少材料表面的涡流损耗,同时防止材料与外界环境接触,避免氧化等因素导致的性能下降,间接降低剩余损耗。

2、表面抛光:

       对非晶纳米晶材料进行表面抛光处理,可降低表面粗糙度,减少表面缺陷和应力集中,使磁畴壁在材料表面的运动更加顺畅,从而降低剩余损耗。