[發(fā)明專利]一種鐵鈷磁粉芯及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN115881383A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉立東;石楓;付亞奇;朱航飛;單震;唐子舜
• 申請（專利權(quán)）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;H01F1/20;H01F41/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

本發(fā)明涉及一種鐵鈷磁粉芯及其制備方法與應(yīng)用，所述制備方法包括如下步驟：(1)對鐵鈷合金磁粉進行鈍化后，采用液氮冷卻，得到鈍化磁粉；(2)將鈍化磁粉進行絕緣包覆和壓型，得到磁體；(3)對磁體進行退火處理，得到所述鐵鈷磁粉芯。本發(fā)明中采用對鈍化后的磁粉進行液氮冷卻的二次鈍化工藝，提高了磁粉之間的絕緣性能，改善了磁粉芯的在高頻下渦流損耗大的問題，從而有助于鐵鈷磁粉芯在高頻下的使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鐵鈷磁粉芯及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

軟磁磁粉芯材料由于比傳統(tǒng)軟磁鐵氧體材料具有更高飽和磁感應(yīng)強度，有利于實現(xiàn)器件的小型化，在變壓器、電感等器件領(lǐng)域應(yīng)用的越來越廣泛。常用的軟磁磁粉芯材料體系主要包括鐵粉芯、鐵硅磁粉芯、鐵硅鋁磁粉芯和鐵鎳系磁粉芯，其中鐵粉芯擁有較高飽和磁感應(yīng)強度，但電阻率較低，通常用于低頻段，在高頻下渦流損耗大；而其他三類磁粉芯更加適用于較高的頻段，但飽和磁感應(yīng)強度通常小于1.5T。隨著器件的小型化、高密度化、集成化的趨勢，如何獲得更高飽和磁感應(yīng)強度，并且適用于高頻段的磁粉芯材料成為一個亟待解決的問題。

CN 106710771A公開了一種軟磁合金材料及其制備方法、功率電感。軟磁合金材料的制備方法包括以下步驟：將粗顆粒粉末和細顆粒粉末進行混合；將混合粉末與質(zhì)量百分比為1～1.5％的磷酸鹽或者硝酸鹽溶液進行反應(yīng)，待反應(yīng)完成后進行干燥處理，得到干燥粉末；將干燥粉末與水、水溶性樹脂、含硅的水溶液、分散劑、消泡劑混合制漿，制得漿料通過噴霧干燥形成二次顆粒粉末；其中，相對于Fe系合金材料的質(zhì)量，水溶性樹脂的添加量為0.1～1wt％，含硅的水溶液的添加量為0.05～0.2wt％；在1200～2000MPa的壓強下將二次顆粒粉末壓制成型；將壓制后的產(chǎn)品在保護氣體氣氛下在700～800℃的溫度下進行回火處理60～120分鐘。

CN 107240471A涉及一種高飽和磁感應(yīng)強度的復合磁粉，由粉末A和粉末B制成，其配比為：粉末A5-95wt％，粉末B 5-95wt％；粉末A為鐵硅粉、純鐵粉、鐵硅鋁粉、鐵鎳粉、鐵鎳鉬粉中的至少一種；所述粉末B為鐵基非晶合金粉、鐵基納米晶合金粉、鐵鎳基非晶合金粉中的至少一種；粉末A和粉末B的粒徑為8-200μm。用該復合磁粉制備的磁芯Bs高、損耗低、成本低廉、適合批量制備等特征，其Bs值均在1.71T及以上，在1.5T、1000Hz下?lián)p耗不高于50W/kg，尤其適合在中低頻(50Hz-10kHz)范圍工作。

鐵鈷合金(鈷含量約為50％時)的飽和磁感應(yīng)強度可高達2.4T以上，是目前已發(fā)現(xiàn)可商用的飽和磁感應(yīng)強度最高的材料，其帶材、板材、棒材在航空航天、精密電子、傳感器等領(lǐng)域有一定的應(yīng)用。作為磁粉芯材料鐵鈷合金體系研究的很少，主要是由于鐵鈷材料的電阻率較低，在高頻下渦流損耗大，這限制了其在高頻下的使用。同時鐵鈷合金材料的磁致伸縮系數(shù)較大，使得磁粉芯材料難以獲得高的磁導率。

因此，鐵鈷合金材料雖然具有超高的飽和磁感應(yīng)強度，但是電阻率偏低，高頻下渦流損耗大，不適于在高頻交流下應(yīng)用。同時，磁致伸縮系數(shù)和磁晶各向異性系數(shù)較大，制備的磁體很難獲得高的磁導率，對于器件設(shè)計提出更多的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用對鈍化后的磁粉進行液氮冷卻的二次鈍化工藝，提高了磁粉之間的絕緣性能，改善了磁粉芯的在高頻下渦流損耗大的問題，從而有助于鐵鈷磁粉芯在高頻下的使用。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種鐵鈷磁粉芯的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)對鐵鈷合金磁粉進行鈍化后，采用液氮冷卻，得到鈍化磁粉；

(2)將鈍化磁粉進行絕緣包覆和壓型，得到磁體；

(3)對磁體進行退火處理，得到所述鐵鈷磁粉芯。