鐵鎳梯度合金的地磁屏蔽行為研究.pdf

1、為了應對國防和各類民用電子設備中磁敏元件對地磁屏蔽的要求，利用坡莫合金優(yōu)異的磁場屏蔽特性，本文提出在常用的磁屏蔽材料DT4E表面擴散合金化生成坡莫合金的辦法，制備出一種具有多層結構的鐵鎳梯度合金材料。并利用光學顯微鏡（OM），掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、震動樣品磁強計（VSM）、高斯計等多種手段對其微觀組織、軟磁性能和地磁屏蔽性能進行了系統(tǒng)的研究，探討了鐵鎳梯度合金材料宏觀的三層結構和微觀的無數多層結構在地磁屏蔽中的屏

2、蔽機理問題。
　　鐵鎳梯度合金在宏觀上具有三層結構，表現為兩側坡莫合金中間夾著一層DT4E電磁純鐵的三明治結構。鐵鎳梯度合金的微觀組織觀察表明，受到擴散規(guī)律的控制，兩側的坡莫合金在成分上按照擴散規(guī)律由表及里梯度分布；整個鐵鎳梯度合金表面層為γ-(Fe,Ni)固溶體相的細小等軸晶粒組織，鐵鎳界面附近為擴散引起的細晶組織，基體層為再結晶長大的鐵素體晶粒組織。
　　鐵鎳梯度合金表面合金化的程度受熱處理工藝中1200℃保溫時間的控制

3、，鐵鎳梯度合金的矯頑力和飽和磁化強度與其表面合金化程度的關系不大，但是地磁屏蔽性能受表面合金化的影響較大。鐵鎳梯度合金的矯頑力約為0.8Oe，大小與基體DT4E相當，飽和磁化強度相對于基體下降了10-20％，而表面鎳含量（原子百分數）為80%的鐵鎳梯度合金，經過600℃空冷的二次處理后，地磁屏蔽系數相對于基體DT4E提高了8倍。
　　采用Maxwell2D有限元模擬和理論分析相結合的方法，研究了多層屏蔽結構在磁場屏蔽中的屏蔽機理，

4、得到多層屏蔽結構的屏蔽系數計算公式，據此對多層屏蔽結構進行了結構優(yōu)化。結果表明，多層屏蔽結構的屏蔽系數隨屏蔽結構尺寸縮放而不會發(fā)生改變，并且對于特定厚度和特定材料構成的多層屏蔽結構存在優(yōu)化的屏蔽結構尺寸和屏蔽結構層數，其中優(yōu)化的屏蔽結構層數還會隨多層屏蔽結構的總厚度與屏蔽材料的磁導率增加而階梯式地增加。
　　對鐵鎳梯度合金中的多層結構進行分析，表明鐵鎳梯度合金對地磁的屏蔽作用主要是通過各成分層協同的并聯分流作用來實現的，其多層結構