[發明專利]一種高磁導率高飽和軟磁合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110283150.8
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113096948B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 聶敏;談敏;劉成華
• 申請（專利權）人: 深圳順絡電子股份有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/147;H01F1/153
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

一種高磁導率高飽和軟磁合金材料及其制備方法，所述方法包括如下步驟：1)按85～98wt％Fe、1.0～4.5wt％Si、0.5～3.0wt％Mn、0.45～3.0wt％B、0.05～0.75wt％Sn、0～3.75wt％Cr的配比配備原料；2)熔煉后冷卻形成合金球形粉末顆粒；3)將一部分所述粉末顆粒腐蝕形成表面多孔狀態；4)將表面多孔狀態的粉末顆粒通入等離子霧化的玻璃中，制得復合型類球形粉末顆粒；5)將復合型類球形粉末顆粒與步驟2)得到的另一部分粉末顆粒混合，并添加氧化鋁或氧化硅粉末顆粒得到混合粉末顆粒，氧化鋁或氧化硅粉末顆粒占混合粉末顆粒重量0.005wt％?0.05wt％；再經過退火處理得到混合球化粉末顆粒；6)壓制混合粉末顆粒制得高磁導率高飽和軟磁合金材料。

技術領域

本發明涉及軟磁合金材料制備的技術領域，尤其涉及一種高磁導率高飽和軟磁合金材料及其制備方法。

背景技術

隨著現代便攜式設備的發展，功能逐漸增加，模塊也隨之增加，各模塊通過電池向其單向供電。隨著各模塊功能的提升，需求的耗電量也隨之提升，目前的電池體系也向高密度的鋰氟、鋰氧電池體系發展，因此要求電源芯片系統能輸出大的電流來供應設備，相關技術領域對濾波器、電感等器件的技術要求越來越高，提升抗直流疊加性和降低功耗仍是亟待解決的問題。

軟磁合金材料高Bs、優異的電流疊加和高居里溫度等特點被廣泛用于電子設備電源技術中，在能量轉換方面具有至關重要的作用。

但合金軟磁材料磁粉芯因磁體內部有大量的分布間隙，有效磁導率低，導致需要更多的銅線提升電感值從而導致DCR偏高，從而損耗增大，而隨著電子器件對高頻化及高轉換效率的要求，對降低電感DCR和提升抗直流疊加十分關鍵。為克服該弱點，需對合金粉料內部非晶化、納米晶化從而提升其磁導率，通過顆粒間的間隙設計提高其抗直流疊加能力，即在高的電流下具有更低的電感下降幅度。

所以對合金粉料進行成分設計對于提升磁導率對產品開發具有重要作用，因此開發新的高性能的高飽和高磁導率軟磁材料技術十分必要。

中國專利申請CN106205934A公開了一種高磁導率軟磁合金粉末顆粒，合金的組成為Fe-Si-Ni-P-B，其組份如下：Fe＝25.0-80.0質量份，Si＝3.0-8.0質量份，Ni＝15-55質量份，B＝1.0-7.0質量份，P＝1.0-5.0質量份。本發明還公開了采用上述高磁導率軟磁合金粉末顆粒制成的電感件，以及高磁導率軟磁合金粉末顆粒的制備方法、電感件的制備方法。采用本發明可制得各種粒度的軟磁合金粉末顆粒，其磁導率大、功率損耗較低、松裝密度較高、振實密度較高、氧含量較低、產品壓制性能好、磁環密度高。由于該高磁導率軟磁合金粉末顆粒其低氧、雜質含量微少、碳含量少、合金成分均勻、球形度好，可作為新型燒結電感的原材料得到廣泛應用。該發明通過對FeNi體系成分設計，并通包覆形升材料的絕緣降低損耗，并提供粘結力，但因FeNi體系材料本身的渦流較大，高頻特性不足，導致需要非常厚的包覆，導致在同樣粒度的情況下磁導率低于其他材料，無法滿足高頻以及小產品需要細小顆粒的制造工藝要求，所以導致適用性不強，無法滿足要求。

中國專利申請CN104036901A公開了一種高磁導率低損耗的金屬軟磁復合材料及其制備方法。該軟磁復合材料的組成以原子比表示滿足下式：Fe100-x-y-zSixPyMz，其中M選自Cr、V、Al、Mn中的一種或多種，下標x、y、z表示相應合金元素的原子百分比，滿足以下條件：2≤x≤15，0≤y≤5，0＜z≤5。所制得的金屬軟磁復合材料具有高磁導率、低損耗，且工藝簡單，利于成型，并具有一定的成本優勢。該材料主要合金粉末顆粒中含有大量鐵，因此飽和磁感應強度較高；同時含有非金屬元素Si，可以提高合金電阻率、磁導率；同時含有非金屬元素P，與Fe會形成置換型固溶體，增加合金的電阻率，降低渦流損耗，P在熔煉的過程中可以減少合金的孔洞，增大晶粒尺寸，有助于結晶的織構，但熱處理過程中，氧化物生長不均勻，并且會形成具備的空洞導致磁導率下降，而部分區域顆粒相鏈接導致氣息分布不均勻抗直流疊加性能較差，無法達到使用性能要求，從而無法達到低功耗高抗直流疊加的目標。

發明內容