[發(fā)明專利]一種金屬磁粉芯及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110774584.8 | 申請日： | 2021-07-08 |
| 公開（公告）號： | CN113611471A | 公開（公告）日： | 2021-11-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王健;劉辛;徐佳;盧克超 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣東省科學(xué)院新材料研究所 |
| 主分類號： | H01F1/147 | 分類號： | H01F1/147;H01F1/24;H01F41/02 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202 | 代理人： | 顏希文 |
| 地址： | 510000 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 金屬 磁粉芯 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種金屬磁粉芯及其制備方法。所述方法包括如下步驟：S1：通過原子層沉積技術(shù)將軟磁粉末包覆氧化層后，得到包覆氧化層的軟磁粉末；S2：將包覆氧化層的軟磁粉末進(jìn)行高溫退火處理，得到退火后的金屬軟磁粉末；S3：將退火后的金屬軟磁粉末與絕緣劑和有機溶劑混合，除去有機溶劑得到混合粉末；S4：將混合粉末壓制成型，然后在真空或者惰性氣體中進(jìn)行退火熱處理，得到金屬磁粉芯。本發(fā)明通過在軟磁粉末表面包覆一層氧化物，將軟磁粉末的熱處理溫度提高至1000℃?1200℃，而且通過1000℃以上高溫?zé)崽幚淼玫降慕饘俅欧坌敬艤p耗和總損耗均較低，且磁導(dǎo)率性能較優(yōu)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于軟磁材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬磁粉芯及其制備方法。
背景技術(shù)
金屬磁粉芯是一種以鐵基合金磁粉為原料，在顆粒表面包覆絕緣介質(zhì)后，采用粉末冶金工藝壓制成所需形狀，并通過熱處理退火而得到的新型軟磁功能材料。作為磁粉芯的關(guān)鍵指標(biāo)之一，一般來說磁粉芯的損耗主要分為磁滯損耗、渦流損耗以及剩余損耗(又稱異常損耗，實則為微觀渦流損耗)。目前的技術(shù)手段，主要是通過改進(jìn)和優(yōu)化絕緣包覆工藝降低渦流損耗從而降低總損耗。然而在磁粉芯主要應(yīng)用的10～100KHz頻率段，損耗主要以磁滯損耗為主。以Fe6.5Si磁粉芯為例，在目前應(yīng)用的頻率段，其磁滯損耗占總損耗的比例大大超過了50％。因此，如何通過降低磁滯損耗進(jìn)而降低總損耗，是目前優(yōu)化磁粉芯軟磁性能的關(guān)鍵問題之一。降低軟磁材料的磁滯損耗，一般通過優(yōu)化調(diào)節(jié)合金的成分以及采用退火處理消除材料中存在的應(yīng)力來達(dá)到。相比于合金的成分調(diào)節(jié)，退火處理更容易實現(xiàn)。而針對金屬磁粉芯材料，軟磁粉末的退火處理尤為重要。
現(xiàn)有技術(shù)較少通過對金屬軟磁粉末進(jìn)行高溫退火處理從而降低磁滯損耗，特別地，當(dāng)熱處理溫度超過900℃以后，粉末會因軟熔粘接而團(tuán)聚在一起，不利于后續(xù)的絕緣包覆過程，影響金屬磁粉芯的綜合性能。因此，在不犧牲磁導(dǎo)率性能的前提下，控制好渦流損耗，通過提高軟磁粉末的熱處理溫度來降低磁粉芯的磁滯損耗進(jìn)而降低總損耗，是目前的技術(shù)難點。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種金屬磁粉芯及其制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
一種金屬磁粉芯的制備方法，包括如下步驟：
S1：通過原子層沉積技術(shù)將軟磁粉末包覆氧化層后，得到包覆氧化層的軟磁粉末；
S2：將包覆氧化層的軟磁粉末進(jìn)行高溫退火處理，得到退火后的金屬軟磁粉末；
S3：將退火后的金屬軟磁粉末與絕緣劑和有機溶劑混合，除去有機溶劑得到混合粉末；
S4：將混合粉末壓制成型，然后在真空或者惰性氣體中進(jìn)行退火熱處理，得到金屬磁粉芯。
現(xiàn)有技術(shù)無法通過對軟磁粉末進(jìn)行超過1000℃真空退火處理來降低磁滯損耗，主要是因為當(dāng)溫度熱處理溫度超過900℃，粉末會因軟熔粘接而團(tuán)聚在一起，不利于后續(xù)的絕緣包覆過程，影響金屬磁粉芯的綜合性能。本發(fā)明通過在軟磁粉末表面包覆一層氧化物，將軟磁粉末的熱處理溫度提高至1000℃-1200℃，而且通過1000℃以上高溫?zé)崽幚淼玫降慕饘俅欧坌敬艤p耗和總損耗均較低，且磁導(dǎo)率性能較優(yōu)。
作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述S2中，高溫退火處理的溫度為1000-1200℃，升溫速率為5-10℃/min，保溫時間0.5h-5h，真空度為10-1-10-3MPa。
本發(fā)明通過將軟磁粉末進(jìn)行退火是為了促進(jìn)粉末顆粒內(nèi)晶粒長大、晶界消失，從而降低內(nèi)應(yīng)力，有助于減小磁滯損耗。一般的鐵基粉末在900℃左右退火時會燒結(jié)粘黏而團(tuán)聚固結(jié)，嚴(yán)重影響后續(xù)工藝的進(jìn)行，導(dǎo)致性能惡化。本發(fā)明通過原子層沉積對粉末表面進(jìn)行改性包覆一層氧化層后，可顯著提高退火溫度，促進(jìn)晶粒完全生長，最大化消除內(nèi)應(yīng)力，其中高溫退火處理的溫度為1000-1200℃時，磁滯損耗較低且磁導(dǎo)率性能較優(yōu)。
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