使用退火炉的主要目的在于对 Fe-Si@SiO2 软磁粉末磁芯进行后处理，以消除在先前制造步骤中积累的内部残余应力。通过对磁芯进行特定的热循环处理，例如在 650 °C 下保持 120 分钟，该过程可以放松材料的微观结构，从而优化其磁性能。
核心要点 虽然烧结实现了密度和结构完整性，但它通常会在材料中留下机械应力，从而抑制磁性能。退火是释放这种应力的关键纠正步骤，直接导致饱和磁化强度增加和整体软磁性能改善。
问题：残余应力
致密化的代价
为了制造高质量的软磁磁芯，制造商通常采用热压烧结等技术。这涉及施加高温（例如 910 °C）和精确的轴向压力以实现高密度。
内部张力
尽管这种压力和热量对于在 Fe-Si 磁芯和 SiO2 壳之间形成紧密的界面是必需的，但它们会将机械张力锁定在材料中。
如果未经处理，这些内部残余应力会成为磁通量的障碍。无论磁芯的密度有多高，它们都会阻碍材料发挥其全部潜力。
解决方案：烧结后热处理
放松晶格
退火炉提供受控的烧结后热处理。通过将磁芯保持在中等温度（通常约为 650 °C），热能使原子晶格得以放松。
优化畴结构
这种放松对于磁畴结构至关重要。
残余应力“钉扎”磁畴，使其更难在磁场作用下对齐。退火消除了这些钉扎点，从而使畴移动更加自由。
提高饱和磁化强度
这种优化结构的直接结果是饱和磁化强度的提高。这是衡量磁芯可承受的最大磁通量的指标，是功率电感器和变压器的关键参数。
理解工艺区别
烧结与退火
区分制造 Fe-Si@SiO2 磁芯所涉及的两种热处理工艺至关重要。
烧结的作用
烧结（通常通过热压，约 910 °C）是关于物理形成。其目标是致密化并实现颗粒之间的热机械耦合。
退火的作用
退火（约 650 °C）是关于磁性精炼。它不会显着改变形状或密度，但会改变材料的内部状态以最大化性能。
为您的目标做出正确选择
为了从 Fe-Si@SiO2 磁芯中获得最佳性能，您必须将退火视为强制性的完成步骤，而不是可选的附加项。
- 如果您的主要关注点是物理密度：确保您的烧结工艺使用足够的压力和温度（例如，热压烧结）以最大程度地减少孔隙率。
- 如果您的主要关注点是磁效率：您必须在烧结后进行退火循环，以释放应力并最大化饱和磁化强度。
只有将物理致密化与热应力释放相结合，才能实现真正高性能的软磁磁芯。
总结表：
| 工艺步骤 | 主要目标 | 典型温度 | 关键优势 |
|---|---|---|---|
| 热压烧结 | 物理致密化 | ~910 °C | 高结构密度和完整性 |
| 退火（后处理） | 应力释放 | ~650 °C | 最大饱和磁化强度 |
| 微观结构松弛 | 原子重排 | 保持 120 分钟 | 改善磁畴运动 |
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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 .
