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金属磁粉芯是一种由磁性粉末经过绝缘包覆后,通过粉末冶金方法制成的一种复合软磁材料,由于构成磁粉芯的磁性颗粒之间彼此绝缘,增大了颗粒之间的电阻率,使磁粉芯的损耗大大降低,从而保证了磁粉芯在较宽的频率范围内保持稳定,这是磁粉芯最突出的优点。其特殊的软磁性能使其在许多应用场合具有其他磁性材料难以比拟的优势,被广泛用于电讯、雷达、电视、电源、太阳能发电等领域。本文的主要研究工作是以粉末冶金生产工艺为基础,借鉴传统磁粉芯的工业生产工艺,系统研究了粉末形貌、粒度、绝缘包覆、压制工艺、去应力退火等制备工艺对Fe78Si9B13非晶磁粉芯和水雾化Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7纳米晶磁粉芯磁性能的影响规律,制备出了性能较高的磁粉芯。运用改进工艺制备出性能较高的Fe17Ni81Mo2磁粉芯。在此基础上,研究了磁场退火处理对金属软磁磁粉芯性能的影响。得到主要结论如下：(1)非晶Fe78Si9B13磁粉芯的磁性能与粉末的形貌密切相关。机械破碎法得到的粉末多为片状,存在大量尖角,不利于绝缘包覆；气流破碎法得到的粉末多为圆片状,边缘比较平滑,利于绝缘包覆。利用气流破碎法得到的粉末制备的磁粉芯性能较好。同时随粉末粒度的增大非晶Fe78Si9B13磁粉芯的磁导率增大,损耗也升高。通过适当的粒度级配可以有效地降低磁粉芯的损耗,提高磁粉芯的频率特性。实验发现,非晶Fe78Si9B13磁粉芯最佳的粒度级配为：75～100μm占70%,61-75μm占10%,45～61μm占20%。(2)钝化处理可以使非晶Fe78Si9B13磁粉表面形成一层均匀的磷化膜。磷化膜可以极大提高磁粉的电阻率,进而提高磁粉芯的软磁性能：即频率稳定性更好,损耗更低,品质因数更高。(3)有机+无机绝缘包覆方法适合制备高性能的金属磁粉芯。添加绝缘介质可提高磁粉芯的电阻率,降低涡流损耗,提高品质因数；但绝缘介质过多会使磁粉芯磁导率降低。增加成型压力可以提高磁粉芯的压溃强度、密度、磁导率,降低矫顽力和损耗；但是过高的压力会损伤模具。提高退火温度能够有效地提高磁粉芯的磁导率,降低磁滞损耗；而过高的退火温度会恶化磁性能。(4)与普通退火相比,纵横向磁场退火均能提高非晶Fe78Si9B13磁粉芯的磁导率和品质因数,降低损耗和矫顽力,其中纵向磁场退火的磁粉芯综合磁性能较好。研究结果表明,非晶Fe78Si9B13磁粉芯的最佳制备工艺参数为：绝缘剂添加量为4%,成型压力为1800MPa,退火温度为350℃,加纵向磁场1h。相应的非晶磁粉芯的性能为：1000kHz,3mT下,磁导率为50.6,总损耗为52.31kW·m-3。(5)通过球磨工艺可以改善Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7纳米晶磁粉的形貌,从而有助于提高磁粉芯的磁性能。球磨2h后磁粉芯的磁导率较高,频率稳定性较好,损耗较低。通过对比确定Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7纳米晶磁粉芯综合磁性能较好的粒度级配为：154～224μm占10%,75～154μm占10%,45～75μm占10%,30.8-45μm占70%。(6)随着绝缘剂添加量的增加纳米晶磁粉芯的损耗降低,但添加过多的绝缘剂会降低磁粉芯的磁导率；通过增大成型压力可以有效的增加纳米晶磁粉芯的磁导率和密度,降低损耗和矫顽力,但成型压力过大会使晶体内部产生大量的位错等缺陷,从而降低磁粉芯的综合磁性能；提高退火温度可以更好的去除磁粉芯内部的内应力,从而提高磁粉芯的磁导率和品质因数,降低损耗和矫顽力,但过高的退火温度会破坏磁粉芯内部结构,并使纳米晶晶粒尺寸长大,造成磁各向异性加大,从而恶化磁性能。(7)实验发现,Fe73.5cu1Nb3Si15.5B7纳米晶磁粉芯的最佳制备工艺参数为：绝缘剂添加量为3%,成型压力为1800MPa,退火温度为500℃,退火时间为1h。相应纳米晶磁粉芯的性能为：1000kHz,20A·m-1下,磁导率为42.5,总损耗为12.25kW·m-3。(8)改进的工艺能够有效地提高磁导率,降低损耗,提高品质因数。同时能有效提高工作效率,节约能源。退火处理能有效消除内应力,提高磁性能。Fe17Ni81Mo2磁粉芯退火处理条件为650℃×1h时,磁粉芯的综合性能最好。(9)大粒度的磁粉制备的磁粉芯磁导率较高,但品质因数Q值较低。为了得到综合性能较好的磁粉芯,应该选择合适的粒度级配。对比发现,当大于75μm的粉末占80%,61～75μm粉末占20%时,Fe17Ni81Mo2磁粉芯的综合磁性能最佳。(10)对Fe17Ni81Mo2磁粉芯的磁场退火研究发现：磁场退火对磁粉芯的磁导率影响较小。纵横向磁场退火均能显著降低磁粉芯的损耗,提高品质因数。综合来看纵向磁场退火有利于综合性能的提高。磁性能为：在3000kHz,20A·m-1下,磁导率为59.2,总损耗为28.69kW-m-3。