[發(fā)明專利]一種高致密度非晶軟磁復合材料及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310268807.2 | 申請日： | 2023-03-20 |
| 公開（公告）號： | CN116313480A | 公開（公告）日： | 2023-06-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉仲武;王策;余紅雅;羅盼;袁涵 | 申請（專利權(quán)）人： | 華南理工大學 |
| 主分類號： | H01F41/02 | 分類號： | H01F41/02;H01F1/153 |
| 代理公司： | 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 宮愛鵬 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 致密 度非晶軟磁 復合材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種高致密度非晶軟磁復合材料及其制備方法，通過粉末分級及配比獲得高松裝密度的非晶磁粉，利用酸性溶液在粉末表面進行絕緣處理，然后利用混合樹脂粘結(jié)劑進行造粒處理得到流動性優(yōu)異的非晶粉末，最后采用低壓熱成型固化一體化技術(shù)獲得性能優(yōu)異的高致密非晶軟磁復合材料。本發(fā)明采用低壓熱成型固化一體化技術(shù)使得包覆樹脂在成型過程中軟化保持較好流動性的同時不發(fā)生明顯固化現(xiàn)象，有效降低成型過程粉末間的摩擦力，進而降低成型壓力和粉芯內(nèi)應(yīng)力，減少了損耗；固化階段在高溫段能夠快速有效固化，同時提升了軟磁復合材料致密性和機械強度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種高致密軟磁復合材料的制備方法，屬于電子元器件新材料新工藝領(lǐng)域。
背景技術(shù)
軟磁復合材料是將表面絕緣包覆處理的粉末顆粒進行壓制成所需形狀，并進行后續(xù)處理后得到的一種新型軟磁材料，已廣泛應(yīng)用于能源、信息、交通、國防等領(lǐng)域的各種kHz至MHz范圍的中高頻交流器件中，如電源變壓器、電感器、逆變器以及濾波器等。非晶材料沒有晶界和晶粒的存在使得非晶材料具有與傳統(tǒng)材料不同的性能特點，如優(yōu)異的軟磁性能，高的耐蝕性和耐磨性，這使非晶磁粉適合制備具有高磁導率和低損耗的軟磁復合材料。但是由于非晶材料內(nèi)部不存在滑移系，難以發(fā)生塑性變形，因此在非晶軟磁復合材料壓制成型過程中具有較低的致密度和低的機械強度，難以發(fā)揮非晶軟磁復合材料高磁導，低損耗的優(yōu)勢。
高強度非晶磁粉在壓制過程中難以通過塑性變形提高致密度，且磁粉間為點接觸，會引起磁粉間產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力。CN?107424710?A和CN?108172359?A采用退火工藝消除非晶軟磁復合材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力，但是模壓電感的線圈置于磁粉內(nèi)部，壓力過大和高溫退火會造成絕緣層破壞，電感失效；CN?110808138?A采用了片狀非晶粉末，但絕緣效果得不到有效保證。CN?103862048?A通過采用包覆鐵氧體及低溫冷壓燒結(jié)方式提高材料致密度，但最終需要進行熱處理，會引起樹脂絕緣層破壞。鑒于目前技術(shù)現(xiàn)狀，亟需開發(fā)一種不需高溫處理且性能優(yōu)異的高致密非晶軟磁復合材料。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對非晶軟磁復合材料類產(chǎn)品現(xiàn)有技術(shù)缺陷而提供的一種軟磁性能優(yōu)異的高致密非晶軟磁復合材料制備方法。本發(fā)明利用不同粒徑非晶軟磁粉末進行配比，獲得高松裝密度的非晶磁粉，利用酸性溶液在粉末表面進行絕緣處理，然后利用混合樹脂粘結(jié)劑進行造粒處理得到流動性優(yōu)異的非晶粉末，同時采用低壓熱成型固化一體化處理，所獲得非晶軟磁復合材料具有高致密、低損耗等特點。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種高致密度非晶軟磁復合材料的制備方法，包括如下步驟:
(1)選用多種不同粒度分布的FeSiB基非晶霧化粉末混合，得到高松裝密度的非晶粉末；
(2)將所配制非晶粉末與酸性溶液混合，攪拌反應(yīng)，制得絕緣非晶粉末，在粉末表面形成均勻致密、電阻率高的無機包覆層；所述酸性溶液與非晶粉末的質(zhì)量比為0.08～0.5；
(3)將混合樹脂、固化劑、偶聯(lián)劑和溶劑混合，分散均勻制得粘結(jié)劑溶液，迅速將所制備絕緣非晶粉末加入粘結(jié)劑溶液中進行攪拌，直至干燥，然后進行真空干燥，然后采用40目～120目篩網(wǎng)進行造粒處理得到造粒粉末；其中粘結(jié)劑溶液中混合樹脂含量5～10wt.％、固化劑含量0.5～3wt.％、偶聯(lián)劑含量0.5～3.0wt.％，其余為溶劑；粘結(jié)劑溶液與絕緣非晶粉末的質(zhì)量比為0.1～0.6；
(4)軟磁復合材料成型固化：將模腔加熱至溫度T1，然后加入造粒粉末，保溫t1后進行壓制，然后保壓t2后，在保壓過程中繼續(xù)升高溫度至固化溫度T2，保溫t3后進行脫模，得到高致密度非晶軟磁復合材料；其中，T1為60～150℃，壓強為100～600MPa，t1為30～150s，t2為1～90s，T2為155～220℃，t3為10～300s。
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