FeNi磁温度补偿合金的研究

摘要

磁温度补偿合金可广泛应用于永磁磁路，实现磁路气隙磁通随温度变化而保持稳定。本文针对应用于室温至160℃温度范围内的温度补偿合金，采用真空熔炼方法，通过掺杂、优化热处理参数等工艺系统研究了补偿合金的磁温度特性，获得了最佳的掺杂成分以及热处理工艺。最后本文利用有限元软件模拟以及实际磁路测试验证了合金在SmCo磁路中的温度补偿效果。
　　采用真空熔炼方法制备了Fe64Ni36磁温度补偿合金，系统研究了Mn、Cr、Mo、Co等掺杂元素对合金的影响。结果表明，工作磁感应强度Bm和居里温度Tc随Mn、Cr、Mo等非铁磁性掺杂元素含量的增加而单调减小，工作磁感应强度的变化率D/随掺杂元素含量的增加而增大。Co掺杂对Fe64Ni36合金的Bm和Tc影响很小。本文得到的最佳掺杂元素及含量为：Mn2wt％、Mn3wt%和Cr3wt%。TBmD对具有良好磁温度特性的几类掺杂磁温度补偿合金进行了真空退火处理，系统研究了退火温度和退火时间对合金磁温度特性的影响。结果表明，升高退火温度有利于提高合金的工作磁感应强度Bm和工作磁感应强度的变化率火温度越高，Bm和居里温度不受真空退火处理的影响。本文得到的最佳退火工艺为：500℃保温2小时。退TBmDD/越大。退火时间对合金的磁温度特性则无明显影响。
　　利用ANSYS有限元软件模拟了包含磁温度补偿合金的SmCo磁路气隙中某点P的磁感应强度随温度的变化规律，实验中搭建了SmCo磁路并测试了磁路气隙中P点的温度特性。结果表明，实验结果与模拟结果定性地一致。在磁路中使用了磁温度补偿合金后，在20~160℃温度范围内，P点的磁感应强度随温度的变化率D/由补偿前的-0.029mT/℃变化到0.004mT/℃，表明本文所制备的磁温度补偿合金在该温度范围内具有良好的补偿效果。同时，模拟结果和测试结果还表明，磁温度补偿合金的补偿效果与合金的截面积密切相关，太小导致补偿不足，太大则导致补偿过度。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2磁温度补偿

1.3 国内外研究进展

1.4选题依据与研究目的

1.5 论文的组织形式及主要工作

第二章 实验过程

2.1材料的选择

2.2 实验流程

2.3 本章小结

第三章 掺杂对合金磁温度特性的影响

3.1 Fe64Ni36合金的磁温度特性

3.2 Mn含量对FeNiMn合金磁温度特性的影响

3.3 其它掺杂元素对磁温度特性的影响

3.4 本章小结

第四章 真空退火对合金磁温度特性的影响

4.1 退火温度对合金磁温度特性的影响

4.2 退火时间对合金磁温度特性的影响

4.3 讨论

4.4 本章小结

第五章 合金在SmCo磁路中的温度补偿验证

5.1温度补偿磁路的有限元仿真

5.2 磁温度补偿的测试

5.3 结果与分析

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

在学期间的研究成果