[發明專利]一種鐵氧體類軟磁粉芯及其制備方法

有效

• 申請號: 201811393948.2
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109599240B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 湯能文;魯忠渝;馮錦超;王修;洪光岱
• 申請（專利權）人: 湖南金泓電子科技有限責任公司
• 主分類號: H01F1/37
• 分類號: H01F1/37
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 鄧聰權

本發明公開了一種基于鐵氧體類軟磁材料的粉末添加還原性強的金屬粉末經絕緣包覆后模壓成型再經熱處理而成的磁粉芯，所述的磁粉芯的成分至少包括鐵氧體軟磁材料，鐵，還原性強的金屬以及還原性強的金屬的氧化物，還可以包括有機或無機絕緣粘結劑以及有機或無機分散劑。依據本發明提供的方法制備得到的鐵氧體類軟磁粉芯能提高磁粉芯的有效磁導率和品質因數，提升磁粉芯的電阻率，能有效降低高頻下的渦流損耗，具有良好的高頻特性及溫度穩定性。

技術領域

本發明涉及磁性元器件技術領域，尤其涉及一種基于鐵氧體類軟磁材料的粉末添加還原性強的金屬粉末經絕緣包覆后模壓成型再經熱處理而成的磁粉芯。

背景技術

目前，磁粉芯被廣泛用于各種開關電源中作為濾波電感、扼流電感、儲能電感的磁性元件，磁粉芯主要有鐵粉芯、坡莫合金粉芯、鐵鎳合金粉芯、鐵硅合金粉芯、鐵硅鋁合金粉芯等，其中，鐵粉芯價格較低，但高頻下應用渦流損耗高，其他幾種磁粉芯雖然高頻特性適中或比較好，但價格略高或相當昂貴，限制了在電源中的應用。鐵氧體是一種半導體非金屬磁性材料，一般是指鐵族的和其他一種或多種適當的金屬元素的復合氧化物。鐵氧體類磁性材料制備的磁芯比常規磁粉芯的飽和磁通密度要低一些，但電阻率要高一些，損耗要低一些，高頻特性要好一些，而且價格相對更低一些，因此，鐵氧體類磁性材料被廣泛用于各種開關電源中作為變壓器和電感原件的磁芯。

在反激式開關電源、LLC諧振半橋或全橋變換電源的變壓器的磁芯一般采用價格相對較低的錳鋅鐵氧體磁芯，正激式開關電源或推挽式開關電源的儲能電感以及LLC諧振半橋或全橋變換電源和移相全橋變換電源的諧振電感的磁芯也可以使用錳鋅鐵氧體磁芯。在這些應用中，要求磁芯要有優良的直流疊加特性、高頻低損耗、比較高的飽和磁通密度等特性，而錳鋅鐵氧體磁芯要達到這種要求，需要在磁芯中柱開氣隙才能滿足要求，雖然磁芯中柱開氣隙后頻率特性有所提高，但因常規的錳鋅鐵氧體磁芯電阻率不高，在越高的頻率下，渦流損耗越大，不適合應用到很高的頻率的開關電源中。

對于兆赫茲以上工作頻率的電源中變壓器和電感的應用，可以用高頻特性好的錳鋅鐵氧體磁粉或鎳鋅鐵氧體磁粉制備成低磁導率的高頻磁粉芯，但對于幾百千赫茲以上工作頻率的電源中變壓器和電感的應用，則不是很合適，因這類軟磁材料的飽和磁通密度和初始磁導率都遠遠不及軟磁鐵粉芯或軟磁合金粉芯的飽和磁通密度和初始磁導率，而且磁粉芯的工藝特點導致這種磁粉芯的飽和磁通密度和有效磁導率都比較低，達不到幾百千赫茲的應用要求，同時價格也會比較高。

電子產品向小型化的方向發展，也就要求電子產品的適配電源具有更高的效率，更高的工作頻率，實現小型化的要求，要達到這些要求，電源中使用的磁性元件需滿足飽和磁通密度、有效磁導率、高電阻率、穩定性、工作頻率都比較高以及渦流損耗低的要求。

鑒于金屬磁粉芯和鐵氧體類軟磁材料各有優點和不足，有必要發明一種價格較低的高飽和磁通密度、高有效磁導率、高電阻率、高穩定性以及渦流損耗低高頻特性好的鐵氧體類軟磁粉芯，才能更好的滿足開關電源高頻小型化和低成本的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有效磁導率和品質因數更高的磁粉芯以及該磁粉芯的制備方法。

為解決以上技術問題，本發明提供一種鐵氧體類軟磁粉芯，所述磁粉芯包括以下成分：鐵氧體軟磁材料、鐵、還原性強的金屬粉末以及還原性強的金屬氧化物。

進一步的，所述磁粉芯還包括有機或無機絕緣粘結劑以有機或無機分散劑。

更進一步的，所述的鐵和還原性強的金屬氧化物是所述的還原性強的金屬粉末添加至所述的鐵氧體軟磁材料的粉末體中在高溫環境下與二價鐵發生置換反應后的產物。

優選的，所述的鐵氧體類軟磁材料是錳鋅鐵氧體或鎳鋅鐵氧體軟磁材料。

更優選的，所述的鐵氧體類軟磁材料的粉末粒度大于100目。

優選的，所述的還原性強的金屬粉末選用鋁粉。