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Material Sciences
Vol.08 No.02(2018), Article ID:23746,13 pages
10.12677/MS.2018.82009

Study on the Effect of Curing on the Soft Magnetic Properties of Nanocrystalline Core

Sensheng Ren1, Chunyu Guo1, Xiaojia Xu1, Xuan’ang Lu1, Nutor Raymond Kwesi1, Xiaohong Yang2, Yunzhang Fang1*

1Institute of Condensed Matter Physics, Zhejiang Normal University, Jinhua Zhejiang

2Jinhua Polytechnic, Jinhua Zhejiang

Received: Jan. 19th, 2018; accepted: Feb. 7th, 2018; published: Feb. 14th, 2018

ABSTRACT

In this paper, the Fe base amorphous ribbons prepared by the single roll fast quenching method are wound into magnetic cores, and nanocrystalline cores are made by annealing at 500˚C for 2 hours. Then 3 kinds of curing agents, organosilicon, polyurethane and epoxy resin, are used to solidify nanocrystalline cores. Using TD8120 soft magnetic AC test system and TD8220-A soft magnetic DC test system, the AC and DC soft magnetic properties of nanocrystalline core before and after curing were respectively tested. The effects of 3 different curing agents on the coercivity, permeability, loss and other soft magnetic parameters of the nanocrystalline core are compared and analyzed. The results show that the soft magnetic properties of the nanocrystalline core with organosilicon solidified are the least affected by curing, and the best DC soft magnetic properties are obtained; the soft magnetic properties of the nanocrystalline core with polyurethane solidified are the least affected by curing, and the best AC soft magnetic properties are obtained. Solidification is the key technology for the preparation of nanocrystalline core; it is of great significance to reduce the effect of curing on the properties of nanocrystalline core. The results of this study have value for the improvement of the solidification process of nanocrystalline core.

Keywords:Curing Agent, Nanocrystalline Core, Soft Magnetic Property, Coercivity, Permeability

固化对纳米晶磁芯软磁性能影响的研究

任森生1，郭春羽1，许校嘉1，陆轩昂1，Nutor Raymond Kwesi1，杨晓红2，方允樟1*

1浙江师范大学凝聚态物理研究所，浙江 金华

2金华职业技术学院，浙江 金华

收稿日期：2018年1月19日；录用日期：2018年2月7日；发布日期：2018年2月14日

摘 要

本文将单辊快淬法制备的Fe基非晶薄带绕成磁芯，经500℃退火2小时制成纳米晶磁芯，然后选用有机硅、聚氨酯和环氧树脂3种固化剂分别固化纳米晶磁芯。采用TD8120型软磁交流测试系统和TD8220-A型软磁直流测试系统，分别测试固化前后纳米晶磁芯的交、直流软磁性能。对比分析采用3种不同固化剂固化对纳米晶磁芯的矫顽力、磁导率、损耗等软磁参数的影响。研究结果表明，采用有机硅固化的纳米晶磁芯的直流软磁性能受固化影响最小，其直流软磁性能最好；采用聚氨酯固化的纳米晶磁芯的交流软磁性能受固化影响最小，其交流软磁性能最佳。固化成型是纳米晶磁芯制备的关键工艺，降低固化对纳米晶磁芯性能的影响具有重要的现实意义。本文研究结果对于纳米晶磁芯固化成型工艺的改进具有参考价值。

关键词 :固化剂，纳米晶磁芯，软磁性能，矫顽力，磁导率

Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 引言

Finemet合金具有磁导率高、矫顽力低、电导率高、损耗低等优异的软磁性能，其在互感器、变压器、开关电源、电机等诸多软磁电子器件中有较好的应用前景 [1] [2] 。由于纳米晶薄带较脆、易折断，所以难以直接应用在电子器件当中。而在工业使用当中，先将非晶带材进行粘接固化，然后再将其进行切割，从而得到适用于各种器件的不同的形状。

由于环氧树脂固化剂具有化学稳定性好、绝缘性好、粘合力强、电性优良等特点，所以成为了目前使用的最多的、最广泛的固化剂 [3] 。然而由于环氧树脂的伸缩率较大，在环氧树脂烘烤固化过程中会产生较大的形变，纳米晶软磁性能对应力十分敏感 [4] ，环氧固化所产生的应力会对磁芯的磁性能造成较大的影响 [5] 。所以寻找在固化过程中尽量引入小应力的新固化剂对于提升磁芯软磁性能具有重要的意义。

聚氨酯固化剂在变压器、电感器、电磁铁、LED、反渗透膜组件等诸多电子器件中得到了广泛的应用。聚氨酯固化剂和环氧树脂一样，具有化学稳定性好、防水、绝缘性好、粘合力强等优点 [6] [7] 。相比环氧树脂，聚氨酯拥有较低的收缩率 [8] ，在磁芯固化过程中引入的应力小，有可能提高磁芯的软磁性能。有机硅固化剂在太阳能电池板、LED、电路板等器件的灌封工艺中被广泛应用。其同样具有较好的化学稳定性、防水性、绝缘性、粘和性 [9] [10] 。有机硅固化剂在固化后具有橡胶弹性，可在高于200℃的高温下保持稳定。同时有机硅固化剂具有比聚氨酯固化剂更低的收缩率 [11] ，能有效减弱固化过程中引入的应力。本文尝试使用聚氨酯、有机硅固化剂替代环氧树脂固化磁芯，研究磁芯的软磁性能。

2. 实验

本文使用单辊快淬法制备的Fe73.5Cu2Nb3Si12.5B9 (Fe基合金)非晶薄带 [12] ，宽15 mm，厚19 μm。将其盘绕成内直径29.5 cm，外直径39.495~39.505 cm，质量约为49.7 g的环状磁芯。在氮气保护下，500℃退火2 h。将要固化的磁芯分别放入调配好的环氧树脂、聚氨酯、有机硅固化剂中，在真空中浸泡，直至表面没有气泡溢出后，放入鼓风式干燥箱中100℃烘干2 h。

实验使用环氧树脂固化剂为得益环氧树脂AB胶与丙酮按照1:4的比例混合液，聚氨酯固化剂为Ausbond130聚氨酯AB胶，有机硅固化剂为Ausbond195有机硅AB胶。

使用天恒测控TD-8220A软磁直流测试系统测试样品在Hm = 220 A/m下的直流软磁特性，得到磁滞回线、饱和磁感应强度Bm、起始磁导率μi、最大磁导率μmax、矫顽力Hc。

使用天恒测控TD-8120软磁交流测试系统测试样品在Bm = 0.1T，f = 1、2、5、10、20、60、120、200 kHz的交流软磁特性，得到交流磁滞回线、饱和磁导率μs、矫顽力Hc、以及损耗P。将得到的固化后的矫顽力Hc、磁导率μs、损耗P与固化前的相应量(Hc0, μs0, P0)做比值，得到Hc/Hc0、μs/μs0、P/P0。

3. 结果与讨论

3.1. 固化剂对纳米晶磁芯直流软磁特性的影响

图1为固化前后各磁芯的直流磁滞回线，其中曲线a为未固化磁芯样品磁滞回线，曲线b为环氧树脂固化磁芯样品磁滞回线，曲线c为聚氨酯固化磁芯磁滞回线，曲线d为有机硅固化磁芯样品磁滞回线，表1为固化前后各磁芯的直流软磁参数。固化对磁芯饱和磁感应强度影响较小，使磁芯磁导率降低，矫顽力升高，直流软磁特性减弱。其中环氧树脂固化磁芯软磁性能最差，矫顽力为1.75 A/m (相比固化前升高42%)，起始磁导率为48.16 mH/m (相比固化前降低40%)，最大磁导率为227.57 mH/m (相比固化前降

Figure 1. DC B-H loops for Fe base alloy core samples. (A) DC B-H loops of core samples; (B) The magnified display of the DC B-H loops of core samples at B = 0.85 T; (C) The magnified display of the DC B-H loops of core samples at B = 0T (a—without solidified core; b—epoxy resin solidified core; c—polyurethane solidified core; d—organosilicon solidified core)

图1. Fe基合金磁芯样品的直流B-H回线。(A) 磁芯样品的直流B-H回线；(B) 磁芯样品B-H回线在B = 0.85 T处的放大展示图；(C) 磁芯样品B-H回线在B = 0 T处的放大展示图(a——未固化磁芯；b——环氧树脂固化磁芯；c——聚氨酯固化磁芯；d——有机硅固化磁芯)

低4.8%)。其次是聚氨酯固化磁芯，矫顽力为1.46 A/m (相比固化前升高18%)，起始磁导率为63.34 mH/m (相比固化前降低21%)，最大磁导率为231.89 mH/m (相比固化前降低3%)。软磁性能最好的是有机硅固化磁芯，矫顽力为1.42 A/m (相比固化前升高15%)，起始磁导率为66.56 mH/m (相比固化前降低17%)，最大磁导率为232.65 mH/m (相比固化前降低2.7%)。

3.2. 磁芯样品交流磁滞回线

图2为环氧树脂固化磁芯样品的交流磁滞回线，(a)图为磁芯样品固化前的B-H回线，(b)图为磁芯样品环氧树脂固化后的B-H回线。图3为聚氨酯固化磁芯样品固化前后的交流磁滞回线，(a)图为磁芯样品固化前的B-H回线，(b)图为磁芯样品聚氨酯固化后的B-H回线。图4为有机硅固化磁芯样品固化前后的交流磁滞回线，(a)图为磁芯样品固化前的B-H回线，(b)图为磁芯样品有机硅固化后的B-H回线。从以上图中可以看出，磁芯磁滞回线随着频率升高磁导率减小，矫顽力增大，软磁特性明显减弱。

3.3. 固化磁芯样品矫顽力的频率特性

图5为环氧树脂固化前后磁芯样品的矫顽力的频率特性曲线以及环氧树脂固化前后Hc/Hc0的频率特性曲线，曲线a为磁芯样品固化前矫顽力的频率特性曲线，曲线b为磁芯样品环氧树脂固化后矫顽力的频率特性曲线，曲线c为磁芯样品固化后矫顽力与固化前矫顽力的比值Hc/Hc0的频率特性曲线。f = 1 kHz~5 kHz时磁芯Hc/Hc0值随频率升高而增大，f = 5 kHz~200 kHz时磁芯Hc/Hc0值随频率升高而减小。其中f = 1 kHz时矫顽力增加15%，f = 5 kHz时矫顽力增加幅度最大为27%，f = 200 kHz时矫顽力增加幅度最小为6%，平均增加16%。

Table 1. DC soft magnetic parameters of Fe base alloy core samples

表1. Fe基合金磁芯样品直流软磁参数

(a) (b)

Figure 2. AC hysteresis loop of epoxy resin core samples. (a) B-H loops of core sample before solidification; (b) B-H loops of core sample after curing with epoxy resin

图2. 环氧树脂固化磁芯样品的交流磁滞回线。(a) 磁芯样品固化前的B-H回线；(b) 磁芯样品环氧树脂固化后的B-H回线

(a) (b)

Figure 3. AC hysteresis loop of polyurethane core samples. (a) B-H loops of core sample before solidification; (b) B-H loops of core sample after curing with polyurethane

图3. 聚氨酯固化磁芯样品的交流磁滞回线。(a) 磁芯样品固化前的B-H回线；(b) 磁芯样品聚氨酯固化后的B-H回线

(a) (b)

Figure 4. AC hysteresis loop of organosilicon core samples. (a) B-H loops of core sample before solidification; (b) B-H loops of core sample after curing with organosilicon

图4. 有机硅固化磁芯样品的交流磁滞回线。(a) 磁芯样品固化前的B-H回线；(b) 磁芯样品有机硅固化后的B-H回线

图6为聚氨酯固化前后磁芯样品的矫顽力的频率特性曲线以及聚氨酯固化前后Hc/Hc0的频率特性曲线，曲线a为磁芯样品固化前矫顽力的频率特性曲线，曲线b为磁芯样品聚氨酯固化后矫顽力的频率特性曲线，曲线c为磁芯样品固化后矫顽力与固化前矫顽力的比值Hc/Hc0的频率特性曲线。随着频率升高磁芯样品的Hc/Hc0值变化不明显，矫顽力增加约为3%。

图7为有机硅固化前后磁芯样品的矫顽力的频率特性曲线以及有机硅固化前后Hc/Hc0的频率特性曲线，曲线a为磁芯样品固化前矫顽力的频率特性曲线，曲线b为磁芯样品有机硅固化后矫顽力的频率特性曲线，曲线c为磁芯样品固化后矫顽力与固化前矫顽力的比值Hc/Hc0的频率特性曲线。F = 1 kHz~10 kHz时磁芯Hc/Hc0值随频率升高而增大，f = 10 kHz~200 kHz时磁芯Hc/Hc0值随频率升高而减小。其中f = 1 kHz时矫顽力增加幅度最小为6%，f = 10 kHz时矫顽力增加幅度最大为22%，f = 200 kHz时矫顽力增加8%，平均增加14%。

图8为三种固化剂固化前后磁芯样品的Hc/Hc0的频率特性曲线。曲线a为环氧树脂固化磁芯样品固化后矫顽力与固化前矫顽力的比值Hc/Hc0的频率特性曲线，曲线b为聚氨酯脂固化磁芯样品固化后矫顽

Figure 5. Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the epoxy resin solidified core sample: a—Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the core sample before curing; b—Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the core sample after epoxy resin curing; c—Frequency characteristic curve of Hc/Hc0 of core sample before and after epoxy resin curing

图5. 环氧树脂固化磁芯样品矫顽力Hc的频率特性曲线：a——磁芯样品固化前矫顽力Hc的频率特性曲线；b——磁芯样品环氧树脂固化后矫顽力Hc的频率特性曲线；c——磁芯样品环氧树脂固化前后Hc/Hc0的频率特性曲线

Figure 6. Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the polyurethane solidified core sample: a—Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the core sample before curing; b—Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the core sample after polyurethane curing; c—Frequency characteristic curve of Hc/Hc0 of core sample before and after polyurethane curing

图6. 聚氨酯固化磁芯样品矫顽力Hc的频率特性曲线：a——磁芯样品固化前矫顽力Hc的频率特性曲线；b——磁芯样品聚氨酯固化后矫顽力Hc的频率特性曲线；c——磁芯样品聚氨酯固化前后Hc/Hc0的频率特性曲线

Figure 7. Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the organosilicon solidified core sample: a—Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the core sample before curing; b—Frequency characteristic curve of the coercivity Hc of the core sample after organosilicon curing; c—Frequency characteristic curve of Hc/Hc0 of core sample before and after organosilicon curing

图7. 有机硅固化磁芯样品矫顽力Hc的频率特性曲线：a——磁芯样品固化前矫顽力Hc的频率特性曲线；b——磁芯样品有机硅固化后矫顽力Hc的频率特性曲线；c——磁芯样品有机硅固化前后Hc/Hc0的频率特性曲线

Figure 8. Frequency characteristic curves of Hc/Hc0 of core samples after curing: a—Epoxy resin cured core sample; b—Polyurethane cured core sample; c—Organosilicon cured core sample

图8. 磁芯样品Hc/Hc0的频率特性曲线：a——环氧树脂固化磁芯样品；b——聚氨酯固化磁芯样品；c——有机硅固化磁芯样品

力与固化前矫顽力的比值Hc/Hc0的频率特性曲线，曲线c为有机硅固化磁芯样品固化后矫顽力与固化前矫顽力的比值Hc/Hc0的频率特性曲线。固化过后矫顽力增加最小的是聚氨脂固化剂固化的磁芯，f = 1 kHz~20 kHz时有机硅固化磁芯矫顽力增量小于环氧树脂固化磁芯，f = 20 kHz~200 kHz时环氧树脂固化磁芯矫顽力增量小于有机硅固化磁芯。总体来说，固化对磁芯矫顽力的影响最小的是聚氨酯固化剂，其次是有机硅固化剂，最大的是环氧树脂固化剂。

3.4. 固化磁芯样品的磁谱

图9为环氧树脂固化前后磁芯样品的磁谱以及环氧树脂固化前后μs/μs0的频率特性曲线，曲线a为磁芯样品固化前磁谱，曲线b为磁芯样品环氧树脂固化后磁谱，曲线c为磁芯样品固化后磁导率与固化前磁导率的比值μs/μs0的频率特性曲线。f = 1 kHz~10 kHz时磁芯μs/μs0值随频率升高而减小，f = 10 kHz~200 kHz时磁芯μs/μs0值随频率升高而增大。f = 1 kHz时磁导率减小16%，f = 10 kHz时磁导率减小幅度最大为21%，f = 200 kHz时减小幅度最小为10%，平均减小16%。

图10为聚氨酯固化前后磁芯样品的磁谱以及聚氨酯固化前后μs/μs0的频率特性曲线，曲线a为磁芯样品固化前磁谱，曲线b为磁芯样品聚氨酯固化后磁谱，曲线c为磁芯样品固化后磁导率与固化前磁导率的比值μs/μs0的频率特性曲线。随着频率升高磁芯样品的μs/μs0值变化不明显，磁导率降低约4%。

图11为有机硅固化前后磁芯样品的磁谱以及有机硅固化前后μs/μs0的频率特性曲线，曲线a为磁芯样品固化前磁谱，曲线b为磁芯样品有机硅固化后磁谱，曲线c为磁芯样品固化后磁导率与固化前磁导率的比值μs/μs0的频率特性曲线。随着频率升高磁芯样品的μs/μs0值变化不明显，磁导率降低约9%。

图12为三种固化剂固化前后磁芯样品的μs/μs0的频率特性曲线。曲线a为环氧树脂固化磁芯样品固化后磁导率与固化前磁导率的比值μs/μs0的频率特性曲线，曲线b为聚氨酯脂固化磁芯样品固化后磁导率与固化前磁导率的比值μs/μs0的频率特性曲线，曲线c为有机硅固化磁芯样品固化后磁导率与固化前磁导率的比值μs/μs0的频率特性曲线。固化过后磁导率减小幅度最小的是聚氨脂固化磁芯，其次是有机硅固化磁芯，磁导率减小幅度最大的是环氧树脂固化磁芯。

3.5. 固化磁芯样品损耗的频率特性

图13为环氧树脂固化前后磁芯样品的损耗P的频率特性曲线以及环氧树脂固化前后P/P0的频率特性

Figure 9. Magnetic spectrum of the epoxy resin solidified core sample: a—Magnetic spectrum of the core sample before curing; b—Magnetic spectrum of the core sample after epoxy resin curing; c—Frequency characteristic curve of μs/μs0 of core sample before and after epoxy resin curing

图9. 环氧树脂固化磁芯样品磁谱：a——磁芯样品固化前磁谱；b——磁芯样品环氧树脂固化后磁谱；c——磁芯样品环氧树脂固化前后μs/μs0的频率特性曲线

Figure 10. Magnetic spectrum of the polyurethane solidified core sample: a—Magnetic spectrum of the core sample before curing; b—Magnetic spectrum of the core sample after polyurethane curing; c—Frequency characteristic curve of μs/μs0 of core sample before and after polyurethane curing

图10. 聚氨酯固化磁芯样品磁谱：a——磁芯样品固化前磁谱；b——磁芯样品聚氨酯固化后磁谱；c——磁芯样品聚氨酯固化前后μs/μs0的频率特性曲线

Figure 11.Magnetic spectrum of the organosilicon solidified core sample: a—Magnetic spectrum of the core sample before curing; b—Magnetic spectrum of the core sample after organosilicon curing; c—Frequency characteristic curve of μs/μs0 of core sample before and after organosilicon curing

图11. 有机硅固化磁芯样品磁谱：a——磁芯样品固化前磁谱；b——磁芯样品有机硅固化后磁谱；c——磁芯样品有机硅固化前后μs/μs0的频率特性曲线

曲线，曲线a为磁芯样品固化前损耗的频率特性曲线，曲线b为磁芯样品环氧树脂固化后损耗的频率特性曲线，曲线c为磁芯样品固化后损耗与固化前损耗的比值P/P0的频率特性曲线。f = 1 kHz~5 kHz时磁芯P/P0值随频率升高而增大，f = 5 kHz~200 kHz时磁芯P/P0值随频率升高而减小。其中f = 1 kHz时损耗增加23%，f = 5 kHz时损耗增加幅度最大为34%，f = 200 kHz时损耗增加幅度最小为5%，平均增加20%。

图14为聚氨酯固化前后磁芯样品的损耗P的频率特性曲线以及聚氨酯固化前后P/P0的频率特性曲线，

Figure 12.Frequency characteristic curves of μs/μs0 of core samples after curing: a—Epoxy resin cured core sample; b—Polyurethane cured core sample; c—Organosilicon cured core sample

图12. 磁芯样品μs/μs0的频率特性曲线：a——环氧树脂固化样品；b——聚氨酯固化样品；c——有机硅固化样品

Figure 13.Frequency characteristic curve of the loss P of the epoxy resin solidified core sample: a—Frequency characteristic curve of the loss P of the core sample before curing; b—Frequency characteristic curve of the loss P of the core sample after epoxy resin curing; c—Frequency characteristic curve of P/P0 of core sample before and after epoxy resin curing

图13. 环氧树脂固化磁芯样品损耗P的频率特性曲线：a——磁芯样品固化前损耗P的频率特性曲线；b——磁芯样品环氧树脂固化后损耗P的频率特性曲线；c——磁芯样品环氧树脂固化前后P/P0的频率特性曲线

曲线a为磁芯样品固化前损耗的频率特性曲线，曲线b为磁芯样品聚氨酯固化后损耗的频率特性曲线，曲线c为磁芯样品固化后损耗与固化前损耗的比值P/P0的频率特性曲线。随着频率升高磁芯样品的P/P0值变化不明显，损耗减小约1%。

图15为有机硅固化前后磁芯样品的损耗P的频率特性曲线以及有机硅固化前后P/P0的频率特性曲线，

Figure 14. Frequency characteristic curve of the loss P of the polyurethane solidified core sample: a—Frequency characteristic curve of the loss P of the core sample before curing; b—Frequency characteristic curve of the loss P of the core sample after polyurethane curing; c—Frequency characteristic curve of P/P0 of core sample before and after polyurethane curing

图14. 聚氨酯固化磁芯样品损耗P的频率特性曲线：a——磁芯样品固化前损耗P的频率特性曲线；b——磁芯样品环氧树脂固化后损耗P的频率特性曲线；c——磁芯样品环氧树脂固化前后P/P0的频率特性曲线

Figure 15.Frequency characteristic curve of the loss P of the organosilicon solidified core sample: a—Frequency characteristic curve of the loss P of the core sample before curing; b—Frequency characteristic curve of the loss P of the core sample after organosilicon curing; c—Frequency characteristic curve of P/P0 of core sample before and after organosilicon curing

图15. 有机硅固化磁芯样品损耗P的频率特性曲线：a——磁芯样品固化前损耗P的频率特性曲线；b——磁芯样品有机硅固化后损耗P的频率特性曲线；c——磁芯样品有机硅固化前后P/P0的频率特性曲线

曲线a为磁芯样品固化前损耗的频率特性曲线，曲线b为磁芯样品有机硅固化后损耗的频率特性曲线，曲线c为磁芯样品固化后损耗与固化前损耗的比值P/P0的频率特性曲线。f = 1 kHz~20 kHz时磁芯P/P0值随频率升高而增大，f = 20 kHz~200 kHz时磁芯P/P0值随频率升高而减小。其中f = 1 kHz时损耗增加最小为7%，f = 20 kHz时损耗增加幅度最大为18%，f = 200 kHz时损耗增加9%，平均增加12%。

Figure 16.Frequency characteristic curves of P/P0 of core samples after curing: a—Epoxy resin cured core sample; b—Polyurethane cured core sample; c—Organosilicon cured core sample

图16. 磁芯样品P/P0的频率特性曲线：a——环氧树脂固化样品；b——聚氨酯固化样品；c——有机硅固化样品

图16为三种固化剂固化前后P/P0的频率特性曲线。曲线a为环氧树脂固化磁芯样品固化后损耗与固化前损耗的比值P/P0的频率特性曲线，曲线b为聚氨酯脂固化磁芯样品固化后损耗与固化前损耗的比值P/P0的频率特性曲线，曲线c为有机硅固化磁芯样品固化后损耗与固化前损耗的比值P/P0的频率特性曲线。固化过后损耗增加幅度最小的是聚氨脂固化剂固化的磁芯，f = 1 kHz~20 kHz时有机硅固化磁芯损耗增量小于环氧树脂固化磁芯，f = 60 kHz~200 kHz时环氧树脂固化磁芯损耗增量小于有机硅固化磁芯。固化对磁芯损耗的影响最小的是聚氨酯固化剂，其次是有机硅固化剂，最大的是环氧树脂固化剂。

4. 结论

1) 对于直流软磁特性而言，固化效果最好的是有机硅固化剂，其次是聚氨酯固化剂，最差的是环氧树脂固化剂。对于交流软磁特性而言，固化效果最好的是聚氨酯固化剂，其次是有机硅固化剂，最差的是环氧树脂固化剂。综合各实验条件，聚氨酯、有机硅固化剂优于环氧树脂固化剂。

2) Fe基纳米晶薄带对应力较为敏感，环氧树脂在固化过程中收缩率较大，导致磁芯软磁性能下降。聚氨酯，有机硅固化剂收缩率较小，使用聚氨酯，有机硅固化剂代替环氧树脂固化磁芯，在磁芯固化过程中引入的应力小，削弱固化对软磁性能的影响。

3) 有机硅固化剂的交流固化效果比直流固化效果差，导致这种现象的原因可能是有机硅固化剂的弹性比环氧树脂、聚氨酯好，由磁致伸缩导致的铁芯机械振动影响了交流软磁性能。

基金项目

国家重点基础研究发展计划(973计划) 2012CB825705；浙江省自然科学基金项目LY14A040003。

文章引用

任森生,郭春羽,许校嘉,陆轩昂,Nutor Raymond Kwesi,杨晓红,方允樟. 固化对纳米晶磁芯软磁性能影响的研究
Study on the Effect of Curing on the Soft Magnetic Properties of Nanocrystalline Core[J]. 材料科学, 2018, 08(02): 68-80. http://dx.doi.org/10.12677/MS.2018.82009

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