[發(fā)明專利]高磁導(dǎo)率軟磁合金復(fù)合材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710160245.0
• 申請日: 2007-12-14
• 公開（公告）號: CN101236818A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)密;許盼盼;羅偉;馬天宇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01F1/22
• 分類號: H01F1/22;C22C33/06;B22D11/01;B22F9/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁性材料，尤其是涉及一種高磁導(dǎo)率軟磁合金復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著電子通訊行業(yè)的不斷發(fā)展，電子通訊器件如手機，筆記本電腦等的普及，電磁干擾對環(huán)境造成的影響越來越大，每年因為電磁污染而造成的經(jīng)濟損失高達(dá)5億美元，發(fā)展GHz頻段范圍內(nèi)的微波抗電磁干擾材料已經(jīng)引起了人們越來越多的重視，同時，微波吸收材料是發(fā)展高科技軍事項目的基礎(chǔ)材料，是隱身技術(shù)的關(guān)鍵所在。無論是民用還是軍用，對微波抗電磁干擾材料都提出了更高的要求，更高的吸收效率以及更高的截至頻率，是微波抗電磁干擾材料的發(fā)展方向。

金屬軟磁材料的飽和磁化強度比鐵氧體要大很多，但由于其電導(dǎo)率較大，容易形成渦流，惡化其性能。如果能找到一個抑制內(nèi)部閉合磁疇的形成從而降低材料的渦流損耗，就可以發(fā)展出高頻抗電磁干擾性能良好的金屬軟磁材料。這方面的研究在很早就開始了，最早是使用磁性薄膜與電介質(zhì)薄膜相間的疊層結(jié)構(gòu)，由于薄膜的厚度小于材料的趨膚深度，從而有效抑制了渦流和閉合磁疇的形成，但該種疊層結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致靜電容的形成，形成位移電流，不利于材料的高頻磁導(dǎo)率，分析表明，這種磁性金屬/電介質(zhì)交替疊層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的靜電電容，依賴于磁性金屬體長度方向的尺寸，若將這種交替疊層結(jié)構(gòu)分割成柱狀結(jié)構(gòu)，靜電電容則可抑制到可忽略的程度。這種柱狀交替疊層結(jié)構(gòu)金屬磁性材料在高頻下有優(yōu)良的磁特性，但由于其成本、制作工藝等的限制，很難適合于抗電磁干擾材料的應(yīng)用。在這種思維的啟發(fā)下，若將這種交替疊層結(jié)構(gòu)種的磁性薄膜部分，改用厚度為趨膚深度左右且具有大的縱橫比的扁平狀粉末，扁平粉末使用聚合物隔離，即可構(gòu)成制造成本低廉，并能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，而高頻性能類似于交替疊層柱狀結(jié)構(gòu)的抗EMI材料。使用該種方法制備的抗電磁干擾材料，成本低，工藝簡單，可以實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。

Fe-Si-Al金屬軟磁材料是一種傳統(tǒng)的軟磁材料，雖然其綜合軟磁性能比不上納米晶軟磁系列，但日本的研究人員將扁平化處理后的Fe-Si-Al微粉與有機絕緣材料混合制成類似磁性薄膜/電介質(zhì)薄膜交替結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)其在準(zhǔn)微波段具有良好的抗電磁干擾特性，又給這種傳統(tǒng)的金屬軟磁材料注入了新的活力。同時由于這種材料不含有鈷、鎳等戰(zhàn)略元素，特別是當(dāng)其成分接近仙達(dá)斯特(Sendust)合金時，具有與坡莫(Perm)合金一樣在弱磁場下高的磁導(dǎo)率，而飽和磁化強度(M_s)更高，電阻率更大，更適合在高頻下使用，因此其在抗電磁干擾領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到人們的關(guān)注。

金屬磁性材料作為抗電磁干擾材料有個共同缺點是金屬軟磁合金的電阻率低，使用厚度由于受到趨膚深度的限制，減小材料厚度可以擴大其在高頻的應(yīng)用范圍，但也受到一定限制。金屬軟磁合金的趨膚深度的平方與其電阻率成正比關(guān)系，所以提高電阻率是有效提高其磁導(dǎo)率的方法之一，Ti元素能提高Fe-Si-Al合金的電阻率，在Fe-Si-Al合金中添加Ti，采用熔體快淬技術(shù)并改變球磨工藝和熱處理溫度，獲得高磁導(dǎo)率的納米晶FeSiAlTi合金，將合金扁平粉末與粘結(jié)劑混煉加工制備得薄片材料具有高磁導(dǎo)率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高磁導(dǎo)率軟磁合金復(fù)合材料的制備方法。

高磁導(dǎo)率軟磁合金復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：

1)采用純度大于99.9wt％的Fe、Al、Si、Ti為原料，放入中頻真空感應(yīng)爐中熔煉，得到母合金；

2)將熔煉好的母合金放入快淬設(shè)備中，合金鑄錠在惰性氣體保護下經(jīng)過重熔后被迅速澆注至高速旋轉(zhuǎn)的輥輪上，得到快速冷凝的FeSiAlTi薄帶或FeSiAlTi薄片，淬速為15～35m/s；

3)將FeSiAlTi薄帶或FeSiAlTi薄片放入球磨機球磨進行扁平化處理，球料比3∶1～10∶1，轉(zhuǎn)速200～460r/min；；

4)將扁平粉末放入不銹鋼管中，抽真空到10^-2～10^-5Pa，充入高純氮氣保護，氣壓為1×10⁵～0.5×10⁵Pa，將不銹鋼管放入管式爐中加熱至573K～873K，保溫30～60min，隨爐冷卻；

5)扁平粉末與粘結(jié)劑混煉加工成薄片狀高磁導(dǎo)率軟磁材料，壓力為20～40kN，放入熱處理爐中加熱至100～200℃，保溫30～60min，空冷。