轴向压力是Fe-Si@SiO2软磁复合材料结构演变的主要调控因素。在10-15 kN的最佳范围内，增加压力通过提高材料密度来增强磁性能，但超过16 kN会引发绝缘层灾难性坍塌并降低电性能。
实验室压力决定了核壳结构的完整性。虽然适度的压力对于压实粉末和均匀分布绝缘层至关重要，但超过机械阈值会导致结构破裂和电气故障。
压力在结构演变中的作用
优化核壳结构（10–15 kN）
在10–15 kN范围内施加轴向压力对复合材料的物理结构是有益的。这种力有效地压实了磁性粉芯，显著提高了其密度。
同时，这个压力范围迫使SiO2绝缘层更均匀地分布在金属颗粒周围。
增强磁性能
在10–15 kN范围内获得的结构改进直接转化为更好的性能指标。
提高的密度和均匀的绝缘层有助于提高磁导率。此外，优化的结构有助于减少总能量损耗，使材料更高效。
过度压缩的风险
临界点（> 16 kN）
材料所能承受的压力存在一个急剧的极限。一旦轴向压力超过16 kN，机械应力对于复合材料结构来说就变得过大。
结构坍塌和熔化
在这些高压下，精密的核壳异质结构开始失效。过大的力导致保护性的SiO2绝缘层破裂。
关键在于，应力足以导致金属芯部分熔化。这会导致定义材料特性的核壳边界完全坍塌。
对电阻率的影响
绝缘层的物理损坏会立即产生电气后果。
当绝缘层破裂且结构坍塌时，材料的电阻率会显著下降。这种下降有效地抵消了复合材料设计的优点，可能导致更高的涡流损耗。
制造的关键考虑因素
密度与完整性的平衡
这个过程中的基本权衡是在实现高密度和保持结构完整性之间取得平衡。
虽然较高的压力通常会产生更密实的磁芯（这对于磁饱和是有利的），但您不能无限地追求密度。您必须严格操作在16 kN阈值以下，以保持绝缘层。
层破裂的后果
如果SiO2层失效，复合材料将重新表现得更像块状金属。电阻率的损失是压力过高导致材料不再适用于高频应用的主要指标。
为您的目标做出正确选择
- 如果您的主要重点是最大化磁导率和效率：目标轴向压力在10至15 kN之间，以确保高密度和均匀的SiO2分布。
- 如果您的主要重点是保持电阻率：您必须严格避免超过16 kN的压力，以防止绝缘层破裂和磁芯熔化。
精确控制您的实验室压力参数，以在保持高密度和保护关键的核壳结构之间取得平衡。
总结表：
| 压力范围 | 结构影响 | 磁学与电学性能 |
|---|---|---|
| 10–15 kN | 高密度，均匀的SiO2绝缘层 | 峰值磁导率，降低能量损耗 |
| > 16 kN | 绝缘层破裂，核壳坍塌，部分熔化 | 电阻率严重下降，涡流损耗增加 |
| 最佳目标 | 平衡的核壳完整性 | 高频应用的最高效率 |
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参考文献
- Yue Qiu, Zhaoyang Wu. Effects of axial pressure on the evolution of core–shell heterogeneous structures and magnetic properties of Fe–Si soft magnetic powder cores during hot-press sintering. DOI: 10.1039/d2ra02497g
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
