[發明專利]具有核殼結構的金屬-鐵氧體復合磁性材料及其制作方法

在審

• 申請號: 202111480489.3
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114171278A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 侯春樹;侯詠軒;侯文潔
• 申請（專利權）人: 昆山卡德姆新材料科技有限公司
• 主分類號: H01F1/34
• 分類號: H01F1/34;H01F1/33;H01F41/02
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 宋攀

本發明提供的具有核殼結構的金屬?鐵氧體復合磁性材料，由若干為核殼結構的微觀單元構成，微觀單元自內向外依次為金屬體、鍵結層、鐵氧體，通過使金屬體的熔點低于鐵氧體的熔點，使鍵結層由金屬體、鐵氧體的接觸面經高溫燒結而成，使鍵結層包裹在金屬體的外側，使鐵氧體包裹在鍵結層的外側，使相鄰的微觀單元中的鍵結層相互獨立，使所有微觀單元中的鐵氧體連成一體，既能夠利用金屬體提高該材料的飽和磁感應強度，適合小型化發展要求，又能夠利用鐵氧體提升電阻值，降低該材料的渦流損耗，還能夠利用鍵結層使金屬體和鐵氧體牢固連接，改善該材料的力學特性，增強該材料制成品的機械強度，本發明提供的制作方法，良品率高，成本低，易于實施。

技術領域

本申請涉及軟磁復合磁性材料技術領域，更具體涉及一種具有核殼結構的金屬-鐵氧體復合磁性材料及其制作方法。

背景技術

隨著電子技術的迅猛發展以及5G時代的到來，對于電子器件的高頻化、小型化的要求越來越高，同時也對其核心組件軟磁材料提出了更高的要求。目前市場上常見的軟磁材料有鐵粉芯(Fe)、合金磁粉芯(Fe-Si合金、Fe-Co合金、Fe-Ni合金等)、鐵氧體(錳鋅、鎳鋅)等。

鐵粉芯及合金粉芯一般采用純鐵粉末或合金粉末與少量的黏結劑壓制而成，其具有很高的飽和磁感應強度及較低的矯頑力，有利于器件的小型化，但因其電阻值低易產生渦流損耗,不適合在高頻狀態下工作，只能夠在10KHz 內工作；軟磁鐵氧體具有較高的電阻值，在高頻狀態下工作時渦流損耗低，因此能夠在高于1MHz的頻率下工作，例如錳鋅鐵氧體可在1KHz~10MHz工作，鎳鋅鐵氧體可以在1M Hz~300M Hz工作，但是，這類材料的飽和磁感應強度較低，不利于器件的小型化發展。

為了降低鐵粉芯及合金粉芯在高頻工作條件下的渦流損耗，人們提出將金屬體粉末或合金粉末采用絕緣性良好的材料進行包覆，以降低整個材料體系的導電性，這種方式通常采用低溫烘烤(150℃~170℃)的方式使熱固性塑料固化并包覆在金屬體粉末或合金粉末的表面，在維持一定強度同時能夠增加整個材料體系的電阻值，從而降低其渦流損耗。

如中國專利CN111540558A就公開了一種復合軟磁材料及其制備方法，其通過在金屬體磁粉和鐵氧體磁粉表面包覆有機材料的方式增加整個材料體系的電阻值，從而降低其渦流損耗，但該方案只經由低溫烘烤使有機材料硬化，并未經過高溫燒結過程，無法使金屬體顆粒與鐵氧體顆粒間介面產生良好的鍵結，也無法形成致密的核殼結構，使得復合軟磁材料的微觀組織如圖1所示，為一不連續的散布組織結構；且其金屬體粉體含量為30wt%，鐵氧體含量為5%，有機材料含量為65wt%，使用該方式制得的復合軟磁材料中有機材料仍占有很高比例，所以在單位體積內實際參與的磁特性體相對較少，其磁特性將會有大幅的降低。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種適合小型化發展要求、高頻工作下渦流損耗小的具有核殼結構的金屬-鐵氧體復合磁性材料及其制作方法。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案中的產品是，具有核殼結構的金屬-鐵氧體復合磁性材料，由若干微觀單元構成，其特征在于：

所述微觀單元為核殼結構，所述微觀單元自內向外依次為金屬體、鍵結層、鐵氧體，所述金屬體的熔點低于所述鐵氧體的熔點，所述鍵結層由所述金屬體、所述鐵氧體的接觸面經高溫燒結而成，所述鍵結層包裹在所述金屬體的外側，所述鐵氧體包裹在所述鍵結層的外側，所述包裹是指緊密連接并致密化，所述鍵結層用于連接所述金屬體和所述鐵氧體，相鄰的所述微觀單元中的所述鍵結層相互獨立，所有所述微觀單元中的所述鐵氧體連成一體。