[發明專利]一種鐵基納米晶磁芯及其制備方法

有效

• 申請號: 201710479922.9
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107393671B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 孫燈紅;李經偉
• 申請（專利權）人: 東莞市大忠電子有限公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F41/02
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 姜華

本發明涉及高頻逆變電源技術領域，具體涉及一種鐵基納米晶磁芯及其制備方法，所述鐵基納米晶磁芯由鐵基納米晶帶材卷繞而成，所述鐵基納米晶帶材包括如下重量百分比的元素：Si：14%?16%、B：7%?9%、Nb：1%?3%、Cu：1.6%?1.8%、Zr：4%?6%、Al：0.5%?1.5%，余量為Fe。本發明的鐵基納米晶磁芯具有穩定的磁導率和直流偏置能力，還具有高飽和磁感應強度、低損耗值、低矯頑力、耐高溫等優點，綜合性能優良。

技術領域

本發明涉及高頻逆變電源技術領域，具體涉及一種鐵基納米晶磁芯及其制備方法。

背景技術

軟磁材料是具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料，軟磁材料易于磁化，也易于退磁，所以被廣泛應用于電工設備和電子設備中。其中，鐵基非晶合金作為目前常用的一種鐵芯軟磁材料，主要由Fe元素和Si、B類金屬元素所構成，它具有高飽和磁感應強度、高磁導率與低鐵芯損耗等特點，可廣泛應用于配電變壓器、大功率開關電源、脈沖變壓器、磁放大器、中頻變壓器及逆變器鐵芯。

申請號為CN103258612A的專利申請文件中公開了一種低導磁磁芯及其制造方法與用途，該磁芯材質是鐵基非晶態，磁導率在500～5000之間，矯頑力磁場強度的值小于10Am^-1，磁芯材質制備時的退火溫度為350℃～500℃，退火時間在2h以內。由于鐵基非晶態材料的磁芯磁致伸縮系數較高，同時由于制備時的退火溫度較低，退火時間較短，從而使去應力熱處理不夠充分，進而導致應力沒有完全消除，影響了恒導磁的磁導率的線性度；另外，由于該磁芯的磁導率較低，而且軟磁特性如矯頑力較高，鐵芯損耗較大，不適用于高頻和高電感的使用環境中。

隨著新興電子產業發展，對軟磁材料提出了更多更高的要求，例如光伏、風電、變頻拖動等逆變電源的進展，對電磁兼容的關鍵元器件電感提出了具有高電感量、高抗飽和性能、優異的MHz級的頻率特性等要求，因此在鐵基非晶態材料的基礎上，鐵基納米晶合金應運而生。該類合金以鐵元素為主，同時加入少量的Nb、Cu、Si、B等元素。上述元素構成的合金經快速凝固工藝會首先形成一種非晶態材料，該非晶態材料再經過晶化熱處理后可獲得直徑為10～20nm的納米晶粒主相,同時還保留少量的非晶殘留相，總體簡稱為納米晶材料。納米晶材料具有高飽和磁感應強度、高初始磁導率和低矯頑力等綜合磁性能，納米晶材料制成的磁芯在高頻、高磁感下具有很低的鐵芯損耗，并且具有極小的磁致伸縮系數以及極強的感生各向異性常數Ku，在經過縱向或橫向磁場處理后，可得到高剩余磁感應強度值或低剩余磁感應強度值的磁芯，可廣泛的適用不同的頻率范圍內。納米晶磁芯廣泛應用于大功率開關電源、逆變電源、磁放大器、高頻變壓器、高頻變換器、高頻扼流圈鐵芯、電流互感器鐵芯、漏電保護開關和共模電感鐵芯中。

現有的磁芯產品主要有鐵芯、鐵硅鋁磁芯、鐵鎳磁芯、MPP磁芯等。常規的鐵芯價廉，但是綜合性能較差。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種鐵基納米晶磁芯，該鐵基納米晶磁芯具有穩定的磁導率和直流偏置能力，還具有高飽和磁感應強度、低損耗值、低矯頑力、耐高溫等優點，綜合性能優良。

本發明的另一目的在于提供一種鐵基納米晶磁芯的制備方法，該制備方法工藝簡單，操作控制方便，質量穩定，生產效率高，生產成本低，可大規模工業化生產。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種鐵基納米晶磁芯，所述鐵基納米晶磁芯由鐵基納米晶帶材卷繞而成，所述鐵基納米晶帶材包括如下重量百分比的元素：Si：14%-16%、B：7%-9%、Nb：1%-3%、Cu：1.6%-1.8%、Zr：4%-6%、Al：0.5%-1.5%，余量為Fe。