【摘 要】
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利用粉末冶金法制备所得的磁粉芯（SMPCs）凭借其优异的磁电特性被广泛应用于各类电磁转换领域,成为目前国民经济发展必不可缺的材料之一。进入21世纪,5G通讯,智能家居等消费电子产业迅速发展,电子器件朝着高频化、节能化和小型化方向发展,作为SMPCs的新方向,铁基纳米晶磁粉芯（NPCs）凭借其优异的高频软磁特性以及适中的价格表现出巨大的潜力,但其饱和磁化强度（Ms）较低等问题限制了其应用范围。通过对
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利用粉末冶金法制备所得的磁粉芯（SMPCs）凭借其优异的磁电特性被广泛应用于各类电磁转换领域,成为目前国民经济发展必不可缺的材料之一。进入21世纪,5G通讯,智能家居等消费电子产业迅速发展,电子器件朝着高频化、节能化和小型化方向发展,作为SMPCs的新方向,铁基纳米晶磁粉芯（NPCs）凭借其优异的高频软磁特性以及适中的价格表现出巨大的潜力,但其饱和磁化强度（Ms）较低等问题限制了其应用范围。通过对合金体系的元素组成和含量进行适当调整,提高Ms,以实现能量密度的最大化,同时调控热处理工艺,获得理想的纳米晶结构,可优化高频软磁特性。本工作以NPCs为出发点,系统性地研究了C含量对Fe74.75Si8B10P5-xCxNb1.5Cu0.75（x=0-3 at.%）气雾化粉末的析出相、热稳定性及软磁性能的影响。随后通过调控退火温度（Ta）、升温速率（HR）、保温时间（HT）以及横磁热处理（TF）,探究了热处理工艺对于NPCs微观结构及软磁性能的影响,并提出了相应的晶化模型,为商业化高性能NPCs的发展提供了理论依据。本文的主要结论如下:（1）适量C元素的加入在保证优异非晶形成能力的基础上提升了Ms,当C含量为2 at.%时,粉末表现出最优的综合性能,包括完全非晶的内部结构、150.9 emu/g的高Ms以及80.6 K的宽热处理温度区间。（2）利用Fe74.75Si8B10P3C2Nb1.5Cu0.75气雾化粉末制得一系列NPCs。当Ta为783 K时,α-Fe（Si）晶粒的平均尺寸为25.6 nm,无Fe-B相析出。此时,NPCs表现出最优的软磁特性,其损耗(Pcv)以及有效磁导率（μe）分别为107.1 m W/cm~3（50 m T,100 k Hz）以及51.5（100 k Hz）。同时,在8 k A/m的直流外场下,仍表现出52.0%的优异直流偏置特性。（3）当HR=100 K/min,HT=30 min时,NPCs中α-Fe（Si）晶粒的平均尺寸细化至18.71 nm,同时磁畴结构得到优化,表现出极高的外磁场敏感度。此时NPCs表现出最优异的软磁特性,其Pcv、μe以及Hc分别为751 m W/cm~3（50 m T,500 k Hz）、64.7（100k Hz）以及10.5 A/m。（4）当施加的磁场为0.5 T,温度为723 K时,制备所得的NPCs表现出5.6 A/m的低Hc。同时软磁特性最为优异,其Pcv、μe以及Q值分别为642 m W/cm~3（50 m T,500k Hz）、66.6（100 k Hz）以及76.0。
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