[發明專利]鐵基非晶復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011597979.7
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN113025927A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 李慶波;毛耀清;許定勝;銀瑰;江權;馮樹斌;張武;吳秀玲;趙凱;黃文杰;木宗云
• 申請（專利權）人: 湖南特種金屬材料有限責任公司
• 主分類號: C22C45/02
• 分類號: C22C45/02;B22F1/00;B22F9/08;H01F1/22;H01F27/255
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發明提供一種鐵基非晶復合材料及其制備方法和應用，所述鐵基非晶復合材料具有核殼結構，所述核殼結構的內核為鐵基非晶態合金，所述核殼結構的殼層為鐵硅鉻合金。本發明提供的鐵基非晶復合材料，具有核殼結構，該核殼結構的內核為鐵基非晶態合金，殼體為鐵硅鉻合金，在使鐵基非晶復合材料具有高飽和磁化強度、高電阻率、低鐵損、低矯頑力等軟磁特性的同時，還進一步改善了鐵基非晶復合材料在制備磁粉芯或一體成型電感過程中的壓制成型難度和耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及電感技術領域，尤其涉及一種鐵基非晶復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

電感是能夠將電能轉化為磁能，并將磁能儲存儲起來的電子元件，其主要包含壓制成型的磁粉芯，作為電感中的主材料，磁粉芯起著至關重要的作用。隨著電子、電力、通信等工業領域的迅速發展，推動了電感高頻化的需求。傳統的鐵氧體的飽和磁感應強度低，不利于小型化，而金屬磁粉芯在高頻工作時，由于感應渦流導致損耗大，從而限制了它們在高頻電感中的應用。目前，所采用的鐵基非晶合金粉末由于具有優異的軟磁性能，因而可以用來制造高頻電感，并廣泛應用于5G基站、新能源行業等領域中。然而，鐵基非晶合金粉末的硬度比較高，且絕緣包覆處理工藝復雜，導致磁粉芯的壓制成型非常困難。

為解決上述問題，部分研究報道將羥基鐵粉、鐵硅鉻粉末與鐵基非晶合金粉末機械物理混合，來降低磁粉芯壓制成型的難度。

然而，由于上述物理混合，降低磁粉芯壓制成型的難度有限，并且還會導致鐵基非晶合金粉末的軟磁性能優勢不能充分體現出來，進而影響其在電感中的應用。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的就是提供一種鐵基非晶復合材料及其制備方法和應用，本發明提供的鐵基非晶復合材料具有核殼結構，該核殼結構使復合材料不僅具有較好的軟磁特性(例如飽和磁化強度、電阻率、矯頑力、低鐵損等)和耐腐蝕性能，且容易壓制成型得到磁粉芯或電感。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一個方面，本發明提供了一種鐵基非晶復合材料，所述鐵基非晶復合材料具有核殼結構，所述核殼結構的內核為鐵基非晶態合金，所述核殼結構的殼層為鐵硅鉻合金。

在本發明一些可選的實施方案中，所述鐵基非晶態合金的化學組成如式(Ⅰ) 所示：

Fe_{(100-x-y-m-n)}Si_xB_yE_mF_n (Ⅰ)

其中，E選自C、P元素中的任意一種，F為選自Cr、Mn、Co、Ni、Mo 元素中的任意一種；其中4﹤x﹤11，6﹤y﹤13，0≤m﹤6，0≤n﹤8。

在本發明一些可選的實施方案中，所述鐵基非晶態合金選自如下一種或多種：Fe₇₈Si₁₀B₁₂、Fe₇₆Si₈B₁₀C₂Cr₄、Fe₇₉Si₆B₁₀C₅、Fe₇₉Si₆B₁₀P₅和Fe₇₈Si₈B₁₂PCo。在本發明一些可選的實施方案中，所述鐵基非晶態合金的平均粒度D₅₀為 10-30μm，且10-30％的所述鐵基非晶態合金的粒度分布在37-53μm。

在本發明一些可選的實施方案中，所述鐵基非晶態合金的粉末呈球狀。

在本發明一些可選的實施方案中，所述鐵硅鉻合金的化學組成如(Ⅱ)所示：