[發明專利]用于制備金屬軟磁復合材料的絕緣粘結劑及其使用方法

有效

• 申請號: 201410230405.4
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN104031601A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 嚴密;黃茂勤;吳琛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C09J183/06
• 分類號: C09J183/06;C09J11/04;H01F1/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬于磁性材料的制備技術領域，尤其涉及一種制備金屬軟磁粉芯的絕緣粘結劑及其使用方法。

背景技術

金屬軟磁復合材料（又稱磁粉芯），是將金屬軟磁粉末用粉末冶金工藝制造而成的一種軟磁材料。信息技術和機電行業的快速發展，要求磁性器件高頻化、小型化、智能化以及低損耗化。相比于目前常用的硅鋼片和軟磁鐵氧體，金屬軟磁粉芯在這些方面都有很大的優勢。磁粉芯具有很多的優點，如較高的磁通密度、高的磁導率而且成本較低，因此它受到廣泛的應用，但是在實際應用中金屬磁粉芯的電阻率過低，導致其渦流損耗較大而使高頻損耗很大，一般在磁粉顆粒表面均勻包覆一層絕緣膜來提高磁粉芯的電阻率，降低渦流損耗，提高品質因數。絕緣包覆是一個極其關鍵的工藝，而粘結劑是影響磁粉芯包覆效果的主要因素。加入粘結劑主要有三個方面的作用，一是增加磁粉顆粒的流動性，提高粉末壓制時的成型性，二是增強絕緣效果，降低顆粒間的渦流損耗，三是提高磁粉芯的力學性能。粘結劑選擇的好壞直接影響到磁粉芯的性能。

目前，常用的粘結劑主要是有機樹脂類的，如環氧樹脂、酚醛樹脂和硅樹脂等。這類有機樹脂的粘結效果比較好，能促進磁粉的壓制成型。但是有機樹脂的使用溫度比較低，耐熱性和溫度穩定性較差，限制了熱處理的溫度，使磁粉芯的內應力不能得到充分的消除。專利CN?1787125A采用環氧樹脂作為粘結劑來粘結磁粉，雖然最終制得的磁粉芯有很好的高頻性能，但是熱處理溫度只有400℃，不足以消除磁粉芯的內應力，同時環氧樹脂已經發生分解，使磁粉芯的磁性能惡化。

由于有機樹脂的使用溫度比較低，熱穩定性比較差，為了提高磁粉芯的熱處理溫度來消除壓制成型時產生的內應力，人們開始研究用無機粘結劑來包覆磁粉芯。常用的無機粘結劑如SiO₂、B₂O₃、低熔點玻璃粉等，它們大多數熱穩定性比較好，不易老化，比較高的溫度下不易發生分解，能使磁粉芯在較高的溫度下進行熱處理，充分消除內應力，還能提高磁粉芯的力學性能，但是它們和磁粉的粘結效果不是很好，不能很好的促進磁粉的壓制成型，進而影響磁粉芯的磁性能。專利CN?101089108A采用SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、云母粉及與水混合而成組成絕緣粘結劑來包覆金屬磁粉芯。專利CN?1622236A采用氧化銅粉和磷酸膠組成無機粘結劑來粘結鐵硅鋁磁粉。專利CN?1787125A可選用的無機粘結劑是一種磷酸鹽類。專利CN?101226903A可選用的無機粘結劑是一種硅酸鹽類。采用這種全無機粘結劑雖然有一定的絕緣粘結效果，但是由于不能很好的促進磁粉的壓制成型而影響磁性能。還有一些專利采用水玻璃作為粘結劑，專利CN?100999021A采用水玻璃來包覆Fe-Ni50磁粉，熱處理溫度達700?℃，但是硅酸鈉在高溫下會發生分解，影響磁粉芯的熱穩定性。

目前來說，還沒有一種有效的粘結劑能有機樹脂那樣具有比較好的粘結效果同時又有比較高的熱穩定性。一種可行的方法就是對現有的有機樹脂進行改性，提高它的耐熱溫度，使之在磁粉芯后續的熱處理過程中不會分解，改善磁粉芯的磁性能。本發明采用的有機樹脂是一種耐熱性的環氧改性有機硅樹脂，耐熱溫度能達到500?℃，通過加入納米無機分散液對有機硅樹脂進行有效的改性，能顯著提高有機硅樹脂的耐熱溫度和熱穩定性，改善對磁粉芯的包覆效果，使制備的磁粉芯具有綜合的優良的磁性能和力學性能。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種適用范圍廣，粘結效果和絕緣效果好同時又能使磁粉芯的力學性能有一定提高的制備金屬軟磁粉芯的絕緣粘結劑及其使用方法。

金屬軟磁復合材料的納米改性絕緣粘結劑是：絕緣粘結劑是由無機納米分散液和有機硅樹脂分別經有機溶劑溶解后混合組成的，其中無機納米分散液與有機硅樹脂的質量比為1:3~3:2。

所述的有機硅樹脂是環氧改性有機硅樹脂，固含量為60~70wt%。所述的無機納米分散液是Al₂O₃、SiO₂或TiO₂納米分散液中的一種或幾種，無機納米分散液中無機物的粒度大小為30~100?nm。所述的有機溶劑為二甲苯、無水乙醇或丙酮中的一種或幾種。

絕緣粘結劑的使用方法的步驟如下：