● 摘要
具有大功率和高频使用特性的复合软磁材料是目前磁性材料领域的一个重要研究内容，由于其具有高密度、低损耗、高饱和磁感应强度和良好成型性等优点，适宜制备形状复杂、小型化和多功能化的磁性器件，一直以来受到人们的重视并得到广泛的研究。本文研究了高性能硅树脂包覆铁基复合软磁材料的界面结构和使用性能；探索了新型高性能混合磁体的制备方法；对比研究了硅树脂、SiO2和Fe3O4包覆铁基复合软磁材料的界面结构与软磁特性。深入探讨改善复合软磁材料的界面结构和使用性能等技术和物理问题，为推动高性能复合软磁材料的实际应用奠定技术和理论基础。得到的主要结果如下：
将不同粒径铁粉颗粒和适量高温硅树脂进行充分混合，在铁粉颗粒表面上均匀包覆一层硅树脂，采用粉末冶金压实工艺将铁粉-硅树脂复合粉末制备成致密的铁基复合磁粉芯。在相同铁粉粒径条件下，磁粉芯的密度、涡流损耗和磁感应强度均随硅树脂包覆量增加而降低。在相同硅树脂包覆量条件下，磁粉芯密度和涡流损耗随粒径增大而增加，磁滞损耗随着粒径增大而降低。在平均粒径为120 μm的铁粉表面上均匀包覆0.5% （质量分数，下同）硅树脂可制备出高密度、低损耗和较高磁感应强度的复合磁粉芯，在大功率条件下，较好软磁性能参数为：Ps (B = 1 T, f = 400 Hz) = 69 W/kg，B4k (H = 4000 A/m) = 0.96 T。
将适量FeSi粉和FeNi粉与高纯铁粉按不同比例进行充分混合，在混合后的磁粉颗粒表面包覆适量的高温硅树脂，制备出具有高密度和良好软磁特性的混合磁体。在铁粉中添加适量的FeSi粉可以降低混合磁体的磁损耗，提高混合磁体的饱和磁感应强度；添加FeNi粉可以提高混合磁体的密度，降低磁滞损耗，同时也降低饱和磁感应强度。在高纯铁粉中添加10%FeSi粉制备的混合磁体可获得最佳软磁性能为：Ps (B = 1 T, f = 400 Hz) = 61.5 W/kg, B10k (H = 10000 A/m) = 1.38 T。在高纯铁粉中同时添加5%FeSi粉和5%FeNi粉可以制备具有高密度( = 7.33 g/cm3)和良好软磁性能(Ps (B = 1 T, f = 400 Hz) = 66.6 W/kg, B10k (H = 10000 A/m) = 1.29 T)的混合磁体。
对比研究硅树脂、SiO2和Fe3O4三种包覆复合软磁材料的结构和软磁特性及其对应的使用环境要求。硅树脂包覆复合磁粉芯具有较低涡流损耗和较高饱和磁感应强度，适用于直流或较高频率的交流使用场合。Fe/SiO2复合磁粉芯具有低磁损耗和良好频率特性，适用于高频使用场合。Fe3O4包覆复合磁粉芯具有较高饱和磁感应强度和低磁滞损耗，适用于较低频率的大功率场合。