[發明專利]一種球形納米晶合金粉末制備方法

有效

• 申請號: 202010463291.3
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111590083B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 孟令兵;江忠民;麻洪秋;趙同春;于海琛;張宗陽
• 申請（專利權）人: 安泰（霸州）特種粉業有限公司;安泰科技股份有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/08;B22F1/065;B22F1/142;B22F1/07;C22C38/02;C22C38/16;C22C38/12
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 榮紅穎;張洪生

本發明公開了一種球形納米晶合金粉末制備方法，包括如下步驟：S1：將原料熔化，得到合金熔液；S2：在真空或惰性氣氛下，采用惰性霧化氣體對合金熔液進行霧化處理，得到合金粉末中間體；S3：合金粉末中間體進入冷卻區進行冷卻，得到球形非晶合金粉末；S4：將球形非晶合金粉末退火，得到球形納米晶合金粉末。通過如上制備方法制備得到超細、球形、低氧的納米晶粉末。

技術領域

本發明屬于霧化制粉技術領域，特別涉及一種采用氣霧化水冷工藝制備球形納米晶合金粉末的方法。

背景技術

霧化制粉是以快速運動的霧化介質(通常是高壓的水或氣)打擊破碎將金屬或合金液體破碎為細小液滴，繼之冷凝為固體粉末的粉末制備方法。由于制取粉末的方法不同，所得到粉末的形狀也大不相同。

隨著5G通信快速布局、智能制造、新能源汽車重點支持計劃，納米晶霧化粉末成為模壓電感最具有競爭力的軟磁材料。霧化法制備的納米晶磁粉具有更好的球形度，有利于粉末顆粒的包覆，以及更優異的高頻應用特性。納米晶磁粉具有高飽和磁通密度，可以減小器件的體積，為電路設計提供更大的空間。

納米晶粉末通常是在制備出非晶粉的基礎上，然后通過對粉末進行熱處理而獲得。目前，市場上工業化的納米晶粉末制備方法是預先將材料制備成非晶帶材，然后通過機械破碎或氣流破碎，然后進行熱處理獲得納米晶粉末。破碎粉的形貌呈片狀、塊狀，有尖角突起，不利于絕緣包覆，且粒度較粗。

隨著電子器件高頻化和小型化的發展，市場對高頻率下高磁導率、低損耗軟磁粉末的要求也日趨苛刻。有些廠家對納米晶粉末粒徑和球形度等要求越來越高，要求粉末的D50：3～5μm，這是破碎法很難達到的。因此，霧化法制備球形、低氧的納米晶粉末成為解決問題的關鍵。

目前制備納米晶軟磁粉體的方式主要有兩種：(1)帶材破碎法；(2)霧化法。先將材料制備成非晶粉末，然后通過適當的熱處理工藝對非晶粉末進行處理，從而得到納米晶粉末。采用非晶帶材破碎法制備的納米晶粉末由于粉末棱角多，容易刺破粉末表面包覆的絕緣層，因而限制了其市場的拓展。帶材破碎法制備的納米晶粉照片參見圖1。

發明內容

本發明的目的是為了找到一種能夠制備球形、低氧的納米晶粉末制備方法，解決電子器件高頻下對高磁導率、低損耗納米晶粉末的需求。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明第一方面提供了一種球形納米晶合金粉末制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

S1：將原料熔化，得到合金熔液；

S2：在真空或惰性氣氛下，采用惰性霧化氣體對所述合金熔液進行霧化處理，得到合金粉末中間體；

S3：所述合金粉末中間體進入冷卻區進行冷卻，得到所述球形非晶合金粉末；

S4：將所述球形非晶合金粉末退火，得到所述球形納米晶合金。

在一些實施方式中，按照質量百分比，所述原料的組分包括：Si：1-14％、B：7-15％、C：≤4％、Cu：≤3％、Nb：≤4％、P：≤2％，余量為Fe和不可避免的雜質。

在一些實施方式中，所述FeSiB系合金為NP01、NP02或NP03合金；

所述NP01合金化學成分按質量百分比為：Cu：1％、Nb：3％、Si：13.5％、B：9％、Fe：余量以及不可避免的雜質；

所述NP02合金化學成分按質量百分比為：Cu：1％、Nb：1％、Si：4％、B：9％、C：0.3％、Fe：余量以及不可避免的雜質；

所述NP03合金化學成分按質量百分比為：Cu：1.2％、Si：2％、B：12％、P：2％、Fe：余量以及不可避免的雜質。