[發明專利]一種高磁導率低損耗一體化電感材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110172051.2
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112908677B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 喬梁;王帥;鄭精武;車聲雷;應耀;李涓;李旺昌;余靚
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/147;H01F1/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開一種高磁導率低損耗一體化電感材料的制備方法。首先將粗細鐵硅鉻磁粉加入到乙醇水溶液中，再用磷酸和氨水溶液，調節pH值至8～9.5，再加入硅烷偶聯劑KH560，再次調節pH值得到表面偶聯改性的鐵硅鉻漿料，將漿料置于真空干燥箱中進行二次烘干得到表面改性后的鐵硅鉻粉料，再將改性鐵硅鉻粉與環氧樹脂樹脂混合,經混煉擠出造粒即可。本發明通過精確控制KH560在鐵硅鉻磁粉表面的水解與偶聯工藝，使得KH560水解的同時結合于鐵硅鉻磁粉表面且減少自身聚合，實現其在鐵硅鉻表面的均勻改性。與常規一體化成型電感工藝相比，本發明材料具有良好的流動性，可以在低的成型壓力下成型，并獲得高的磁導率與低的損耗。

技術領域

本發明屬于軟磁復合材料領域，涉及到一種高磁導率低損耗一體化電感材料的制備方法。

背景技術

汽車電子、移動通信、消費電子產品、互聯網及5G應用產品等領域為中國電子元器件提供了源源不斷的動力，推動了電子元器件的發展與更新，新型的電子元器件向著精度高、集成化高、多元化、綠色環保的方向發展。一體化電感作為電子元器件之一，也得到廣泛應用。一體化電感較傳統電感有更高的電感和更小的漏電感，在高頻和高溫情況下仍能保持良好的溫升電流及飽和電流特性。一體化電感體積小，可提供更多的空間進行其他功能設定，同時更加省電。一體化電感做工精細，產品精度高，持久防銹，適用頻率可達5MHz以上，全封閉結構磁屏蔽效果好，可有效降低電磁干擾。在相同的尺寸條件下，一體化電感較傳統電感，電流要高出20％以上。同時一體化電感有低阻抗、低損耗、寄生電容小、無引線端頭等特點。

目前的一體化電感是將繞組本體埋入金屬粉末內部壓鑄而成，粘結劑用量小，壓力大(幾百MPa甚至上千MPa)，對粉末絕緣要求較高，且容易對內部繞組產生變形或破壞。市場上主流的電感材料都是合金粉材和羰基鐵粉等，現有技術中粉料大部分是由氣霧化法制得，但其成型性差，絕緣包覆也無法在粉料表面形成良好的絕緣包覆膜，導致粉料間絕緣性能差，磁芯損耗較大。一體化電感在生產、運輸、使用過程中，內部易產生微裂紋，大大縮短電感的使用壽命。導致現在的一體化電感有著加工性能差，磁導率低，流動性差，生產良率低，成本高等缺點，難以滿足飛速發展的電子技術的要求。因此開發一種低成型壓力高磁導率低損耗一體化電感材料，可以滿足廣大市場的需求。

基于以上問題，本發明提出一種新的配方和制備工藝，通過對金屬軟磁粉尺寸控制及表面改性，將其與環氧樹脂結合，制得高性能一體化電感材料。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提出一種高磁導率低損耗一體化電感材料的制備方法。采用不同顆粒尺寸的鐵硅鉻軟磁粉進行合適的尺寸級配，再用硅烷偶聯劑KH560偶聯處理，通過精確控制偶聯與共混擠出工藝條件，獲得磁導率高、損耗低的一體化電感材料。

本發明包括以下步驟：

步驟(1)、將兩種不同粗細鐵硅鉻磁粉混合，然后加入乙醇水溶液，攪拌混合均勻，再用磷酸和氨水溶液(濃度分別為85％和28％)，調節溶液pH值至8～9.5，然后加入硅烷偶聯劑KH560，再次調節pH至8～9.5，混合2～4h，得到表面偶聯改性的鐵硅鉻漿料。

作為優選，硅烷偶聯劑KH560的用量是鐵硅鉻磁粉質量的0.5-2wt％；

作為優選，乙醇水溶液的質量濃度為95～98％，用量是鐵硅鉻磁粉質量的50-70wt％；

作為優選，所述的兩種不同粗細鐵硅鉻磁粉中粗粉、細粉質量比為1:1～3：1；粗粉尺寸為30～50μm，細粉尺寸為5～15μm。

步驟(2)、將表面偶聯改性的鐵硅鉻漿料置于真空干燥箱中進行第一次烘干，第一次烘干溫度為55～60℃，烘干時間為8～10h；烘干后再用相同濃度乙醇水溶液清洗兩遍，除去殘留的磷酸與氨水生成物以及未結合的游離KH560，進行第二次烘干，第二次烘干溫度為60～70℃，烘干時間為6～10h，得到表面改性后的鐵硅鉻復合粉料。