Optimizing the high-frequency magnetic properties of soft magnetic composites via surface nanoengineering

纳米工程 材料科学 复合材料 曲面(拓扑) 纳米技术 数学 几何学
作者
Rongsheng Bai,Liliang Shao,Huaping Ding,Xuesong Li,Jing Zhou,Zhiyong Xue,Haibo Ke,Weihua Wang
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier BV]
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2024.04.081
摘要

Owing to the presence of large residual internal stress during cold compaction, it is difficult to optimize the multiple high-frequency magnetic properties of amorphous soft magnetic composites (ASMCs) simultaneously. Here, a surface nanoengineering strategy was proposed to address the above dilemma by constructing a stress buffer layer composed of amorphous nano-particles, between amorphous powder and insulation coating. The amorphous FeSiBCCr@x wt.% FeB (x = 0.5, 1, 3) composite powders with core-shell structures were successfully prepared via an in-situ chemical reduction method. Especially, when the composite ratio of nano-particles is 1 wt.%, the comprehensive properties of the ASMC reach the best balance. Compared with the FeSiBCCr ASMC, the saturation magnetization of the modified ASMC enhances from 153 emu/g to 171 emu/g. Meanwhile, the core loss decreases by 28.25%, while the effective permeability increases by 25% and can stabilize to ∼20 MHz. Therefore, our work provides a strategy for achieving superior comprehensive soft magnetic properties of ASMCs via surface nanoengineering, which presents enormous application potential in high-frequency electric devices.
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