Hybrid amorphous soft magnetic composites with ultrafine FeSiBCr and submicron FeBP particles for MHz frequency power applications
Hybrid amorphous soft magnetic composites with ultrafine FeSiBCr and submicron FeBP particles for MHz frequency power applications
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用于 MHz 频率功率应用的具有超细 FeSiBCr 和亚微米 FeBP 颗粒的混合非晶软磁复合材料
DOI：
10.1016/j.jmmm.2022.169365
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发表时间：
2022-04
影响因子：
2.7
通讯作者：
Shenglei Che
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wangchang Li;Shipeng Xiao;Wanjia Li;Yao Ying;Jing Yu;Jingwu Zheng;Liang Qiao;Juan Li;Wakiya Naoki;Junke Wu;Shenglei Che
采用超细（<10 μm）球形FeSiBCr和亚微米（100 nm ~ 1 μm）FeBP非晶粉末制备了一种新型混合非晶软磁复合材料（SMC）。发现亚微米非晶FeBP粉末占据微米级FeSiBCr非晶粉末之间的间隙，使得能够在MHz频率范围内提高复合材料的密度和磁性能（磁导率和损耗）。在30 mT/1 MHz下，仅添加1wt%亚微米非晶颗粒的软磁复合材料的磁损耗仅为511 kW/m3，在100 Oe下直流偏置叠加磁导率达到90%。此外，在100 MHz频段，混合软磁复合材料和亚微米非晶复合材料的磁导率分别达到20和5，损耗角正切仅为0.03-0.08和0.02。这种非晶软磁复合材料在宽禁带半导体开关电源中具有很大的应用潜力。
A novel hybrid amorphous soft magnetic composite (SMC) for MHz power applications is fabricated using amorphous powders of ultrafine(<10 μm) spherical FeSiBCr and submicron(100 nm∼1 μm) FeBP powders. The submicron amorphous FeBP powders are found to occupy the gaps between the micron-sized FeSiBCr amorphous powders, enabling one to enhance the density and magnetic properties (permeability and loss) of the composite in a MHz frequency range. The magnetic loss of the soft magnetic composite mixed with only 1 wt% submicron amorphous particles is just 511 kW/m3at 30 mT/1 MHz, and the permeability of DC bias superposition under 100 Oe reaches 90%. In addition, the permeability of the hybrid soft magnetic composite and the submicron amorphous composite reach 20 and 5, and the loss tangent is only 0.03–0.08 and 0.02 in 100 MHz region, respectively. This amorphous soft magnetic composite exhibits a great potential for the applications in wide band gap semiconductor switching power supplies.
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