[發(fā)明專利]一種鐵基復(fù)合磁粉芯的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110391858.1
• 申請(qǐng)日: 2011-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN102637518A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)彪;鄭鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F41/02
• 分類號(hào): H01F41/02;H01F1/37;B22F3/03;B22F3/26
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁粉芯，尤其是涉及一種鐵基復(fù)合磁粉芯的制備方法。

背景技術(shù)

磁粉芯可以廣泛應(yīng)用于通訊、能源、汽車工業(yè)、家電產(chǎn)品、自動(dòng)門控和電感器、濾波器、互感器、逆變器等各種電子元器件的生產(chǎn)上，特別是在上個(gè)世紀(jì)九十年代，開關(guān)電源這一新產(chǎn)品被大量推廣使用。作為一種優(yōu)良的電感磁芯，在各種開關(guān)電源模塊上，被大量用作濾波、穩(wěn)流(扼流)、儲(chǔ)能等各種電感元件。隨著電子產(chǎn)品向小型化與高頻化方向的發(fā)展，要求磁器件在較寬的頻率下，具有恒定的磁導(dǎo)率，在高頻下，磁粉芯具有低的損耗，即要求磁粉芯在中高頻下具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)性能和低的損耗。

傳統(tǒng)的磁粉芯主要有鐵粉芯、坡莫合金粉芯、鐵鎳合金、鐵硅合金粉芯、鐵硅鋁合金粉芯等。鐵粉芯雖然價(jià)格低廉，但高頻特性和損耗特性不佳；鐵硅合金粉芯價(jià)格適中，直流疊加性能優(yōu)異，但高頻損耗高；鐵硅鋁粉芯應(yīng)用面廣，損耗低，頻率性能好，具有優(yōu)良的性價(jià)比，但直流疊加性能不理想；鐵鎳合金磁粉芯具有最佳的直流偏磁特性，但價(jià)格較高，損耗也高；坡莫合金粉芯性能優(yōu)越，但價(jià)格昂貴，高昂的價(jià)格限制了其應(yīng)用范圍；鐵基非晶合金磁粉芯具有優(yōu)良的性能，并且不含高成本金屬Ni、Mo等，具有很高的性價(jià)比。

羰基鐵粉芯，屬低成本、低性能粉芯。這種材料具有相對(duì)較小的渦流損耗，特別適宜應(yīng)用于頻率100KHz-100MHz范圍，是制造高頻功率扼流圈(特別是高頻諧振電感)、RF調(diào)諧電感芯體理想的材料。非晶納米晶軟磁材料是近期發(fā)展起來的一種環(huán)保型綠色材料，是傳統(tǒng)軟磁材料包括硅鋼、鐵氧體和坡莫合金等的替代產(chǎn)品，在理論研究和應(yīng)用研究領(lǐng)域皆取得了顯著突破。非晶納米晶合金因其具有軟磁性能優(yōu)異、成本低廉、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，為我國的傳統(tǒng)改造和高新技術(shù)迅速發(fā)展事業(yè)做出了卓越貢獻(xiàn)。現(xiàn)今，隨著電子設(shè)備、電子儀器向小型化、輕量化方向的發(fā)展，納米晶軟磁合金以其高磁導(dǎo)率、低高頻損耗和較高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度等性能特點(diǎn)，突顯出其越來越大的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)前，科技進(jìn)步要求各種高性能的電子器件，由此對(duì)磁粉芯也提出了更高的要求。例如大功率器件要求磁芯具有高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，高的磁導(dǎo)率和低的損耗；高頻器件要求磁芯具有良好的頻響特性及低的損耗；高靈敏度器件要求磁芯具有盡可能高的磁導(dǎo)率；限流器件則要求磁芯具有盡可能寬的磁化場(chǎng)下具有恒定的磁導(dǎo)率。近年來，由于納米技術(shù)、機(jī)械合金化等技術(shù)的迅速發(fā)展，磁粉芯的研究出現(xiàn)了新的熱潮。國內(nèi)的磁學(xué)工作者開展了許多機(jī)械合金化制備納米晶、非晶磁粉芯的研究。因此，軟磁粉芯今后仍將沿著高Bs、高μ、高Tc、低Pc、低Hc和高頻化、小型化、薄型化方向發(fā)展，以滿足磁性元件的日益薄膜化和小型化甚至集成化的趨勢(shì)。

目前，人們研究的熱點(diǎn)大多放在單一的FeCuNbSiB粉體上，而關(guān)于使FeCuNbSiB粉體與其它粉體進(jìn)行復(fù)合制備磁粉芯的報(bào)道則較少見。但從單一粉體上來考慮，其性能提高潛力較小。根據(jù)復(fù)合材料的理論，如果選用鐵磁性粉體與FeCuNbSiB兩種粉體進(jìn)行復(fù)合來制備磁粉芯，可綜合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)來彌補(bǔ)單一材料的不足，從而更大地提高磁粉芯的軟磁性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有高的磁導(dǎo)率，低的損耗，良好的頻率特性，和溫度穩(wěn)定性的鐵基復(fù)合磁粉芯的制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種鐵基復(fù)合磁粉芯的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)配料：按重量百分比稱取10％～90％的FeCuNbSiB非晶粉末和10％～90％的羰基鐵粉混合，所得混合粉體中加入混合粉體重量1％～30％的助劑混合，充分?jǐn)嚢瑁狗垠w被充分包覆；

(2)壓制成型：將步驟(1)得到的混合物放入模具中，在30-60min施壓至100-500MPa，保壓3-10分，得到壓制成型的磁粉芯；

(3)熱處理：將步驟(2)所得磁粉芯在真空或者惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為100-400℃，保溫時(shí)間為0.5-3小時(shí)；

(4)浸膠：熱處理之后，將磁粉芯在絕緣膠中浸漬0-3小時(shí)；

(5)浸漆包裹：將絕緣膠固化后的磁粉芯，通過浸漆或噴涂的方法，在磁粉芯外層形成一層薄膜外殼，對(duì)磁粉芯進(jìn)行包裝。

所述的FeCuNbSiB非晶粉末包括100目、200目、300目、400目不同粒度的FeCuNbSiB非晶粉末，所述的助劑包括鈍化劑、絕緣劑和粘結(jié)劑。

所述的鈍化劑為鉻酐，所述的絕緣劑為云母，所述的粘結(jié)劑為改性的有機(jī)硅樹脂，包括聚酰亞胺。