[發明專利]一種高性能納米晶磁芯

無效

• 申請號: 201210202689.7
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102693827A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 肖洪武;周水泉;柯昕;汪建國
• 申請（專利權）人: 浙江科達磁電有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/047;B22F3/02;C22C45/02
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 李久林

技術領域

本發明涉及一種高性能納米晶磁芯。

背景技術

在電力電子設備中，噪聲是主要的電路干擾源，所以必須使用各種濾波器件用來降低噪聲。而磁粉芯作為差模電感的主要元件，在濾波器中起著關鍵作用。目前磁粉芯產品主要有鐵粉芯、鐵硅鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯、MPP磁粉芯等。常規鐵粉芯價廉，但是高頻特性不良。現在在設計和制作各類開關電源的扼流圈和電感時，基本上都選用鐵硅鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯和MPP磁粉芯。

與鐵粉芯相比，鐵硅鋁磁粉芯具有非常低的磁芯損耗，同時其頻率特性較好，但是鐵硅鋁磁粉芯在較大電流下的直流偏置能力較差，所以使得鐵硅鋁磁粉芯在不利條件下的使用受到了限制。

而鐵鎳磁粉芯在1MHz的頻率范圍內具有極佳的頻率特性，并且損耗較低。而且在金屬磁粉芯中，鐵鎳磁芯具有最高的直流偏置能力，產品性能好。但是鐵鎳磁粉芯中還有50%的鎳，價格高昂，生產成本高。

同理MPP磁粉芯同樣在1MHz的頻率范圍內具有極佳的頻率特性，并且在各種金屬磁粉芯中磁芯損耗最低。但是MPP磁粉芯的直流偏置能力一般，同時MPP磁粉芯還有鎳、鉬等貴重金屬，價格高昂，使得它難以得到廣泛應用。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種高性能納米晶磁芯，該磁芯具有穩定的磁導率、損耗值和直流偏置能力。

為了達到上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種高性能納米晶磁芯，采用如下步驟制備：

1）對利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶進行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶；

2）對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末；

3）對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形；

4）對所述納米晶金屬粉末進行篩選，然后混合成由90%～98%的通過-200篩目的第一粉末和2%～10%的通過-150～+200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布；

5）將混合的納米晶金屬粉末再與粘接劑混合，通過壓制成型磁芯；并將所述成型的磁芯進行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。

上述步驟1）中的鐵基非晶薄帶質量百分比為：3～15%Ni，1～30%至少一種選自Si、B、Al、P、Nb、Cu和Zr的元素，余量為Fe。

作為優選，所述步驟1）中的鐵基非晶薄帶熱處理在500～700℃下、在惰性氣體中進行1～3小時。

作為優選，所述步驟5）中的粘接劑為硅酸鈉，添加濃度為3～8wt‰。

作為優選，所述步驟5）中的磁芯熱處理在500～700℃下、在氫氣和氮氣的混合氣體中進行1～3小時。進一步優選，所述氫氣和氮氣的混合氣體質量比為：氫氣5～15%，余量為氮氣。

本發明由于采用了以上的技術方案，可用于制備磁導率μ=26～90的納米晶磁芯，磁芯具有穩定的磁導率、損耗值和直流偏置能力。具有以下優點：1、制作工藝簡單，使用設備簡單，生產成本低；2、采用本發明方法制作的具有特定磁導率的磁芯產品，在保持良好的電感量、較高的品質因數的同時，降低了產品的損耗值，提高了直流偏置能力。本發明的納米晶磁粉芯主要適用于開關電源的功率因素校正以及開關電源的輸出濾波，以此來提高交換功率的效率，并且可以在一定的場合替換鐵硅鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯和MPP磁粉芯。

具體實施方式

下面對本發明的具體實施方式做一個詳細的說明。

一種高性能納米晶磁芯，采用如下步驟制備：

1）對利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶進行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶；

2）對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末；

3）對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形；

4）對所述納米晶金屬粉末進行篩選，然后混合成由90%～98%的通過-200篩目的第一粉末和2%～10%的通過-150～+200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布；

5）將混合的納米晶金屬粉末再與粘接劑混合，通過壓制成型磁芯；并將所述成型的磁芯進行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。

上述方案中，鐵基非晶薄帶質量百分比為：3～15%Ni，1～30%至少一種選自Si、B、Al、P、Nb、Cu和Zr的元素，余量為Fe。本發明主要研究制備工藝對相同成分配比的磁粉芯的性能影響。下面選取磁導率為60的特征值，通過對粉末顆粒分布、鐵基非晶薄帶熱處理溫度、磁粉芯熱處理保護氣體、粘接劑比例等方面對本發明方案進行說明。

實例1：