一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合絕緣包覆Fe-Si-Al磁粉芯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了有機(jī)-無機(jī)復(fù)合絕緣包覆Fe-Si-Al磁粉芯及其制備方法。采用該方法包覆的Fe-Si-Al磁粉芯，其磁導(dǎo)率在120~130之間，磁芯損耗最低可以控制在275mW/cm3左右。本發(fā)明Fe-Si-Al磁粉芯具有高磁導(dǎo)率和低磁芯損耗，可以應(yīng)用在輸出電感線路濾波器和功率因素校正器等器件中，是一種高頻性能好、成本低的軟磁材料。
【專利說明】-種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合絕緣包覆Fe-Si-AI磁粉芯

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鐵基磁粉芯及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] Fe-Si-AI磁粉芯作為一種高頻性能好、成本低的軟磁材料，在輸出電感線路濾波 器和功率因素校正器等器件中得到了廣泛應(yīng)用，其市場需求日益增加。
[0003] 絕緣包覆是磁粉芯制備過程中的重要環(huán)節(jié)，包覆的好壞會(huì)直接影響磁粉芯的頻率 特性等軟磁性能。包覆劑大體可分為有機(jī)包覆劑和無機(jī)包覆劑兩類。由于有機(jī)包覆劑的熔 點(diǎn)低，采用這種包覆劑的磁粉芯不能進(jìn)行高溫?zé)崽幚韥硐齼?nèi)應(yīng)力。無機(jī)包覆劑基本為非 磁性物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致磁粉芯磁導(dǎo)率和磁通密度的下降。所以如何減少包覆劑對(duì)磁粉芯的磁損 耗和功率損耗是磁粉芯研究和生產(chǎn)的難點(diǎn)之一。
[0004] 功率損耗與絕緣劑的種類、添加量、成型壓力和退火溫度有著重要的關(guān)系。隨著日 新月異的科技發(fā)展，對(duì)磁粉芯性能的要求也在不斷的提高，因此，如何改進(jìn)其性能成為現(xiàn)今 研究的一大挑戰(zhàn)。發(fā)明CN 103996479 A公布的磁導(dǎo)率為200的Fe-Si-AI磁粉芯的功率損 耗為600 mW/cm3左右(測試條件為100 kHz，100 mT)。即使在50 kHz，100 mT的測試條件 下，發(fā)明CN 102013313 A和CN 103065786 A所制備的Fe-Si-AI磁粉芯的功率損耗仍在 300 mW/cm3 左右。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是通過對(duì)Fe-Si-AI粉的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合絕緣包覆，獲得一種制備高 磁導(dǎo)率、低磁芯損耗的磁粉芯的方法。
[0006] 本發(fā)明有機(jī)-無機(jī)包覆Fe-Si-AI磁粉芯，米用的技術(shù)方案如下。
[0007] 1)粉體粒度配比：將100目、200目和400目的Fe-Si-AI粉末按一定比例進(jìn)行粒 度配比。
[0008] 2)粉體預(yù)處理：將粉體原料先在氫氣中進(jìn)行高溫退火預(yù)處理，然后緩慢冷卻至室 溫。
[0009] 3)絕緣劑配比：選擇絕緣劑為一定粒度的云母粉末和環(huán)氧樹脂、無水乙醇、正硅酸 乙酯混合溶液，潤滑劑為硬脂酸鋅。
[0010] 4)混合包覆：在經(jīng)過預(yù)處理的鐵硅鋁粉末中加入一定量的酒精，使粉末完全浸潤， 再加入絕緣包覆劑，快速攪拌一定時(shí)間，使絕緣包覆劑將鐵硅鋁粉末完全包覆。
[0011] 5)造粒：將完成絕緣包覆的粉末放在供箱中80 C供干后，后研磨，使粉末完全散 開并具有一定的流動(dòng)性，過1〇〇目篩。
[0012] 6)壓制成型：采用液壓機(jī)在磨具中一次壓制成型，成型壓力為10?20 MPa，壓制 前加入硬脂酸鋅作脫模潤滑劑。
[0013] 7)退火燒結(jié)：將樣品置于管式爐中，于氫氣氣氛下燒結(jié)，燒結(jié)溫度在500-700°C， 保溫時(shí)間1-2小時(shí)。
[0014] 本發(fā)明采用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合包覆的Fe-Si-Al磁粉芯，經(jīng)過調(diào)控絕緣劑的加入量、 成型壓力和去應(yīng)力退火條件等參數(shù)條件，獲得了高磁導(dǎo)率（130)和低磁芯損耗（275 mW/ cm3，測試條件為100 kHz, 50 mT)的性能。
[0015] 本發(fā)明有機(jī)-無機(jī)復(fù)合包覆的Fe-Si-Al磁粉芯，是一種高頻性能好、成本低的軟 磁材料，同時(shí)具有獲得了高磁導(dǎo)率和低磁芯損耗，可以應(yīng)用在輸出電感線路濾波器和功率 因素校正器等器件中。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明有機(jī)-無機(jī)復(fù)合包覆Fe-Si-Al磁粉芯，具有高磁導(dǎo)率、低磁芯損耗的特性， 其【具體實(shí)施方式】如下。
[0017] 實(shí)施方式一。
[0018] 1)本發(fā)明有機(jī)-無機(jī)復(fù)合包覆Fe-Si-Al磁粉芯，粉體顆粒選擇100目、200目、400 目大小按照10%、80%和10%的比例進(jìn)行粒度配比。
[0019] 2)先將粉體原料在氫氣中進(jìn)行高溫退火預(yù)處理，退火溫度為800 °C，保溫2小時(shí)， 然后緩慢冷卻至室溫。
[0020] 3)采用1250目的云母粉末與環(huán)氧樹脂、無水乙醇、正硅酸乙酯混合溶液按重量比 1. 5:1混合后作為絕緣包覆劑。
[0021] 4)在經(jīng)過預(yù)處理的鐵硅鋁粉末中加入一定量的酒精，使粉末完全浸潤，再加入0. 4 %的絕緣包覆劑，快速攪拌30 min，使絕緣包覆劑將鐵硅鋁粉末完全包覆。
[0022] 5)將完成絕緣包覆的粉末放在烘箱中80?120 °C烘干后進(jìn)行研磨，使粉末完全 散開并具有一定的流動(dòng)性，過1〇〇目篩。
[0023] 6)加入0. 15?3 %硬脂酸鋅作脫模潤滑劑，然后采用液壓機(jī)在模具中一次壓制成 型，成型壓力為10?20 MPa。
[0024] 7)將樣品置于管式爐中，于氫氣氣氛下燒結(jié)，燒結(jié)溫度在500?700 °C之間，保溫 時(shí)間1-2小時(shí)。
[0025] 實(shí)施方式二。
[0026] 此實(shí)施方式中，絕緣包覆劑的加入量為0. 8 %，其余條件與實(shí)施方式一相同。
[0027] 實(shí)施方式三。
[0028] 此實(shí)施方式中，絕緣包覆劑的加入量為1 %，其余條件與實(shí)施方式一相同。
[0029] 實(shí)施方式四。
[0030] 此實(shí)施方式中，絕緣包覆劑的加入量為1. 2 %，其余條件與實(shí)施方式一相同。
[0031] 從表1中可以看出，有機(jī)-無機(jī)絕緣包覆的Fe-Si-Al磁粉芯的磁導(dǎo)率在120? 130之間，磁芯損耗在最低可275 mW/cm3左右。

【權(quán)利要求】
1. 一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合絕緣包覆Fe-Si-Al磁粉芯及其制備方法，具體為：將100目、 200目和400目的粉末按一定比例進(jìn)行粒度配比，然后在氫氣中進(jìn)行高溫退火預(yù)處理，退火 溫度為800 °C，保溫2小時(shí)；以1250目的云母粉末與環(huán)氧樹脂、無水乙醇、正硅酸乙酯混合 溶液作為絕緣包覆劑，加入量在0.4 ~ 1.2 %之間；將完成絕緣包覆的粉末放在烘箱中80 ?120 °C烘干后進(jìn)行研磨，過100目篩；加入0.15?3 %硬脂酸鋅作脫模潤滑劑，然后采用 液壓機(jī)在模具中一次壓制成型，成型壓力為10 ~ 20MPa;最后，將樣品置于管式爐中，于氫 氣氣氛下燒結(jié)，燒結(jié)溫度在500?700 °C之間，保溫時(shí)間1-2小時(shí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1)所述方法制備的Fe-Si磁粉芯，其磁導(dǎo)率在120?130之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1)所述方法制備的Fe-Si磁粉芯，其磁芯損耗最低可控制在275mW/ cm3。
【文檔編號(hào)】B22F1/02GK104376949SQ201410744164
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】潘冠軍, 都有為, 唐少龍, 李江峰, 孟祥康 申請人:海安南京大學(xué)高新技術(shù)研究院