Optimización de propiedades de compuestos magnéticos suaves basados en polvos amorfos con recubrimiento inorgánico de doble capa mediante tratamiento de fosfatado y silicato de sodio
Autores: Luo, Pan; Yu, Hongya; Wang, Ce; Yuan, Han; Liu, Zhongwu; Wang, Yu; Yang, Lu; Wu, Wenjie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Núcleo-cáscara
Fosfatado
Temperatura de recocido
Capa de aislamiento
Silicato de sodio
Propiedades magnéticas suaves
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Se prepararon polvos amorfos de FeSiBCr@fosfato/sílice con estructura de núcleo-cáscara mediante fosfatación y tratamiento con silicato de sodio. Los compuestos magnéticos suaves (SMCs) se fabricaron a partir de estos polvos. Se investigaron los efectos de la concentración de ácido fosfórico (H3PO4) y la temperatura de recocido en sus propiedades. Durante el proceso de fosfatación, el polvo recubierto con una solución de H3PO4-etanol de baja concentración conduce a un recubrimiento de fosfato desigual, mientras que se produce el desprendimiento del recubrimiento de fosfato para la alta concentración de H3PO4. Usando una solución de fosfórico al 0.5 % en peso, se puede formar una capa de aislamiento uniforme y densa en la superficie del polvo, lo que resulta en un aumento de la resistividad y una reducción de la pérdida por corrientes de Foucault de los compuestos magnéticos suaves amorfos (ASMCs). Esta capa de aislamiento puede aumentar la rugosidad de la superficie del polvo, lo que es beneficioso para el posterior recubrimiento con silicato de sodio. Al optimizar el tratamiento con silicato de sodio, se puede formar una capa completa y uniforme de SiO2 en los polvos fosfatados, lo que lleva a una estructura de núcleo-cáscara de doble capa y excelentes propiedades magnéticas suaves. Las propiedades magnéticas de los SMCs amorfos pueden mejorarse aún más mediante el recocido posterior debido a la liberación efectiva del estrés residual. Se puede lograr una permeabilidad mejorada y una pérdida de núcleo significativamente reducida al recocer a 773 K, pero la deterioración de las propiedades magnéticas ocurre cuando la temperatura de recocido supera los 798 K, principalmente debido al aumento de las fases de alfa-Fe(Si) y Fe3B, que obstaculizan el desplazamiento de la pared de dominio y la rotación del momento magnético. Se han obtenido excelentes propiedades magnéticas suaves con una permeabilidad e = 35 y una pérdida de núcleo Ps = 368 kW/m3 a 50 mT/200 kHz cuando los SMCs preparados con los polvos recubiertos por 0.5 % en peso de H3PO4 y 2 % en peso de silicato de sodio fueron recocidos a 773 K.
Descripción
Se prepararon polvos amorfos de FeSiBCr@fosfato/sílice con estructura de núcleo-cáscara mediante fosfatación y tratamiento con silicato de sodio. Los compuestos magnéticos suaves (SMCs) se fabricaron a partir de estos polvos. Se investigaron los efectos de la concentración de ácido fosfórico (H3PO4) y la temperatura de recocido en sus propiedades. Durante el proceso de fosfatación, el polvo recubierto con una solución de H3PO4-etanol de baja concentración conduce a un recubrimiento de fosfato desigual, mientras que se produce el desprendimiento del recubrimiento de fosfato para la alta concentración de H3PO4. Usando una solución de fosfórico al 0.5 % en peso, se puede formar una capa de aislamiento uniforme y densa en la superficie del polvo, lo que resulta en un aumento de la resistividad y una reducción de la pérdida por corrientes de Foucault de los compuestos magnéticos suaves amorfos (ASMCs). Esta capa de aislamiento puede aumentar la rugosidad de la superficie del polvo, lo que es beneficioso para el posterior recubrimiento con silicato de sodio. Al optimizar el tratamiento con silicato de sodio, se puede formar una capa completa y uniforme de SiO2 en los polvos fosfatados, lo que lleva a una estructura de núcleo-cáscara de doble capa y excelentes propiedades magnéticas suaves. Las propiedades magnéticas de los SMCs amorfos pueden mejorarse aún más mediante el recocido posterior debido a la liberación efectiva del estrés residual. Se puede lograr una permeabilidad mejorada y una pérdida de núcleo significativamente reducida al recocer a 773 K, pero la deterioración de las propiedades magnéticas ocurre cuando la temperatura de recocido supera los 798 K, principalmente debido al aumento de las fases de alfa-Fe(Si) y Fe3B, que obstaculizan el desplazamiento de la pared de dominio y la rotación del momento magnético. Se han obtenido excelentes propiedades magnéticas suaves con una permeabilidad e = 35 y una pérdida de núcleo Ps = 368 kW/m3 a 50 mT/200 kHz cuando los SMCs preparados con los polvos recubiertos por 0.5 % en peso de H3PO4 y 2 % en peso de silicato de sodio fueron recocidos a 773 K.