[發明專利]一種鐵硅磁粉芯材料的制備方法

有效

• 申請號: 201811236795.0
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109545494B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 嚴彪;劉川木;嚴鵬飛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01F1/33
• 分類號: H01F1/33;H01F41/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及一種鐵硅磁粉芯材料及其制備方法，該復合材料為將鐵粉、少量硅粉、超細Fe₃O₄、Mn?Zn鐵氧體顆粒與合適的粘結劑混合均勻，采用新型粉末冶金技術制備出環形材料，將粘結劑脫除后高溫退火燒結，得到高致密、高性能的軟磁材料。該材料以鐵粉為主體，加入的納米級顆粒在不影響鐵粉磁性能的前提下，對材料磁性能進一步提升。與現有相關產品相比，本發明具有加工靈活、磁學性能高、產品致密度高等優點。

技術領域

本發明屬于復合軟磁材料技術領域，尤其是涉及一種含Fe₃O₄的鐵硅磁粉芯材料及其制備方法。

背景技術

軟磁復合材料(又稱磁粉芯)是一種以磁性顆粒為原料，在顆粒表面包覆絕緣介質后采用粉末冶金工藝將粉末壓制成所需形狀，并通過熱處理退火而得到的軟磁性材料。鐵硅磁粉芯是由94％Fe和6％Si的合金粉末制成。鐵硅磁粉芯具有高迖1.5T 的飽和磁感應強度，有效磁導率范圍26～90，直流偏置特性優異，在100Oe時仍高達70％。

但是鐵硅磁粉芯的鐵損高于傳統的鐵硅鋁磁粉芯(仙貝合金)，這是由于硅作為一種半導體元素，其電阻率較低。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種含Fe₃O₄的鐵基磁粉芯材料及制備方法。

為了提高其電阻率，本發明選擇加入磁性能和電阻率較高的Fe₃O₄作為補充物，Fe₃O₄價格較為低廉，性價比高。為了提高其交流穩定性并降低磁損耗，而加入Mn-Zn鐵氧體顆粒。

本發明含Fe₃O₄的鐵基磁粉芯材料加工性能好、磁性能高、生產成本低。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種鐵硅磁粉芯材料，為復合材料，包括鐵粉，以及在鐵粉表面包覆的含硅組分、Fe₃O₄顆粒及Mn-Zn鐵氧體顆粒，其中，

鐵粉的重量百分含量為≥90wt％，

Fe₃O₄顆粒的重量百分含量為3wt％-5wt％，

Mn-Zn鐵氧體顆粒的重量百分含量為2wt％，

由于超細Fe₃O₄的作用，優選的復合材料中硅含量不高于5wt％，以獲得最佳的磁性能匹配。

所述鐵硅磁粉芯材料為核殼結構，鐵粉為核，所述含硅組分、Fe₃O₄顆粒及Mn-Zn鐵氧體顆粒包覆在鐵粉外面形成殼。

所述含硅組分位純硅或含硅鐵基的組分，含硅鐵基的組分中硅鐵含量不低于75wt％。

所述鐵粉為超細球形鐵粉，而且所述鐵粉具有微量的氧/氮化物摻雜，其中氧/氮化物不超過1wt％。

所述Fe₃O₄顆粒為粒度小于30μm的粉末顆粒，所述Fe₃O₄顆粒耐高溫，為亞鐵磁性非連續的納米級顆粒。

本發明在所得復合材料中形成包覆，提高材料的磁性能；超細Fe₃O₄電阻率高，且有較好的磁性能，可對傳統的鐵硅磁粉芯性能進行較好的改進。

一種鐵硅磁粉芯材料的制備方法，包括以下步驟：