本發(fā)明屬于增材制造用磁材料領(lǐng)域,具體地說是涉及一種添加石墨烯的增材制造磁芯用材料。
背景技術(shù):
增材制造技術(shù)作為制造業(yè)中的新秀,是一項(xiàng)革命性新型制造技術(shù)。它改變了傳統(tǒng)對(duì)原材料切削、組裝零部件進(jìn)行生產(chǎn)的模式,設(shè)計(jì)產(chǎn)品通過CAD軟件轉(zhuǎn)化為3D數(shù)據(jù),之后通過特定的成型設(shè)備(3D打印機(jī)),逐層“打印”出產(chǎn)品??赏ㄟ^增材制造技術(shù)制造產(chǎn)品的種類眾多,所采用的材料亦眾多,其中磁芯是眾多產(chǎn)品中應(yīng)用最多的一種,制造磁性的原材料種類亦眾多,整體上可以歸結(jié)為軟磁材料和硬磁材料兩大類,采用軟磁材料和硬磁材料結(jié)合增材制造技術(shù)制造磁芯時(shí),通常存在著原材料分散性能不好以及產(chǎn)品密度難以保證的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種添加石墨烯的增材制造磁芯用材料。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
一種添加石墨烯的增材制造磁芯用材料,包括軟磁材料、硬磁材料、粘結(jié)劑,所述的粘結(jié)劑中還添加有石墨烯。
進(jìn)一步的,所述的粘結(jié)劑是聚乙烯醇。
進(jìn)一步的,所述的硬磁材料為釹鐵硼硬磁材料。
進(jìn)一步的,所述的軟磁材料由按重量份的下列物質(zhì)組成的:43-47份Fe2O3、34-36份Mn3O4、11-13份ZnO 、15-22份NiO、25-30份羰基鐵粉、4-7份CuO、0.1-0.5份Co2O3、4-6份BaO、適量的去離子水。
所述的軟磁材料的制備方法如下:
(1)配料:按上述配方配比分別稱取以上物質(zhì);
(2)配漿料:將步驟(1)稱取的Fe2O3、Mn3O4、ZnO混合,并加入總重量3-5倍的去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝?,采用行星式球磨機(jī)濕磨3h,得漿料備用;
(3)配輔料:將步驟(1)稱取的NiO、羰基鐵粉、CuO、Co2O3、BaO混合,采用鋼球磨球磨25-35min,之后放入馬弗爐中高溫700-800℃煅燒1.5-2.5h,得輔料備用;
(4)將聚乙烯醇中加入石墨烯,采用超聲振蕩器處理9-10min至均勻穩(wěn)定,得粘結(jié)液備用;
(5)將輔料和漿料混合攪拌均勻,在120℃下加熱攪拌處理35-45min,之后緩慢加入粘結(jié)液,并持續(xù)攪拌20-30min,得混合料備用;
(6)將混合料放入馬弗爐中,在并在惰性氣體氮?dú)夂脱鯕獾姆諊邢仍?00℃煅燒3-4h,之后采用一定升溫速率升溫至1250℃,保溫煅燒6-8h,之后均勻降溫至室溫,即得,其中升溫速率控制在180-240℃/h,降溫速率控制在120-180℃/h。
進(jìn)一步的,所述的聚乙烯醇占軟磁材料總量的重量百分比是6-8wt%,所述的石墨烯重量占聚乙烯醇的重量百分比為8-10wt%。
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明在增材制造磁芯用材料的粘結(jié)劑中添加石墨烯,提升增材制造磁芯制品所欠缺的密度,再者,保證了分散性的同時(shí)有效的提升軟磁材料的居里溫度感應(yīng)的靈敏度,為制造高質(zhì)量磁芯提供了保證。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1:
一種添加石墨烯的增材制造磁芯用材料,包括軟磁材料、硬磁材料、粘結(jié)劑,所述的粘結(jié)劑中還添加有石墨烯。
進(jìn)一步的,所述的粘結(jié)劑是聚乙烯醇。
進(jìn)一步的,所述的硬磁材料為釹鐵硼硬磁材料。
進(jìn)一步的,所述的軟磁材料由按重量份的下列物質(zhì)組成的:43份Fe2O3、34份Mn3O4、11份ZnO 、15份NiO、25份羰基鐵粉、4份CuO、0.1份Co2O3、4份BaO、適量的去離子水。
按上述配方的軟磁材料制備方法如下:
(1)配料:按上述配方配比分別稱取以上物質(zhì);
(2)配漿料:將步驟(1)稱取的Fe2O3、Mn3O4、ZnO混合,并加入總重量3倍的去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝螅捎眯行鞘角蚰C(jī)濕磨3h,得漿料備用;
(3)配輔料:將步驟(1)稱取的NiO、羰基鐵粉、CuO、Co2O3、BaO混合,采用鋼球磨球磨25min,之后放入馬弗爐中高溫700℃煅燒1.5h,得輔料備用;
(4)將聚乙烯醇中加入石墨烯,采用超聲振蕩器處理9min至均勻穩(wěn)定,得粘結(jié)液備用;
(5)將輔料和漿料混合攪拌均勻,在120℃下加熱攪拌處理35min,之后緩慢加入粘結(jié)液,并持續(xù)攪拌20min,得混合料備用;
(6)將混合料放入馬弗爐中,在并在惰性氣體氮?dú)夂脱鯕獾姆諊邢仍?00℃煅燒3h,之后采用一定升溫速率升溫至1250℃,保溫煅燒6h,之后均勻降溫至室溫,即得,其中升溫速率控制在180℃/h,降溫速率控制在120℃/h。
進(jìn)一步的,所述的聚乙烯醇占軟磁材料總量的重量百分比是6wt%,所述的石墨烯重量占聚乙烯醇的重量百分比為8wt%。
實(shí)施例2:
一種添加石墨烯的增材制造磁芯用材料,包括軟磁材料、硬磁材料、粘結(jié)劑,所述的粘結(jié)劑中還添加有石墨烯。
進(jìn)一步的,所述的粘結(jié)劑是聚乙烯醇。
進(jìn)一步的,所述的硬磁材料為釹鐵硼硬磁材料。
進(jìn)一步的,所述的軟磁材料由按重量份的下列物質(zhì)組成的:45份Fe2O3、35份Mn3O4、12份ZnO 、18份NiO、28份羰基鐵粉、6份CuO、0.3份Co2O3、5份BaO、適量的去離子水。
按上述配方的軟磁材料制備方法如下:
(1)配料:按上述配方配比分別稱取以上物質(zhì);
(2)配漿料:將步驟(1)稱取的Fe2O3、Mn3O4、ZnO混合,并加入總重量4倍的去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝?,采用行星式球磨機(jī)濕磨3h,得漿料備用;
(3)配輔料:將步驟(1)稱取的NiO、羰基鐵粉、CuO、Co2O3、BaO混合,采用鋼球磨球磨30min,之后放入馬弗爐中高溫700-800℃煅燒2h,得輔料備用;
(4)將聚乙烯醇中加入石墨烯,采用超聲振蕩器處理9min至均勻穩(wěn)定,得粘結(jié)液備用;
(5)將輔料和漿料混合攪拌均勻,在120℃下加熱攪拌處理40min,之后緩慢加入粘結(jié)液,并持續(xù)攪拌25min,得混合料備用;
(6)將混合料放入馬弗爐中,在并在惰性氣體氮?dú)夂脱鯕獾姆諊邢仍?00℃煅燒3.5h,之后采用一定升溫速率升溫至1250℃,保溫煅燒7h,之后均勻降溫至室溫,即得,其中升溫速率控制在210℃/h,降溫速率控制在150℃/h。
進(jìn)一步的,所述的聚乙烯醇占軟磁材料總量的重量百分比是7wt%,所述的石墨烯重量占聚乙烯醇的重量百分比為9wt%。
實(shí)施例3:
一種添加石墨烯的增材制造磁芯用材料,包括軟磁材料、硬磁材料、粘結(jié)劑,所述的粘結(jié)劑中還添加有石墨烯。
進(jìn)一步的,所述的粘結(jié)劑是聚乙烯醇。
進(jìn)一步的,所述的硬磁材料為釹鐵硼硬磁材料。
進(jìn)一步的,所述的軟磁材料由按重量份的下列物質(zhì)組成的:47份Fe2O3、36份Mn3O4、13份ZnO 、22份NiO、30份羰基鐵粉、7份CuO、0.5份Co2O3、6份BaO、適量的去離子水。
按上述配方的軟磁材料制備方法如下:
(1)配料:按上述配方配比分別稱取以上物質(zhì);
(2)配漿料:將步驟(1)稱取的Fe2O3、Mn3O4、ZnO混合,并加入總重量5倍的去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝?,采用行星式球磨機(jī)濕磨3h,得漿料備用;
(3)配輔料:將步驟(1)稱取的NiO、羰基鐵粉、CuO、Co2O3、BaO混合,采用鋼球磨球磨35min,之后放入馬弗爐中高溫800℃煅燒2.5h,得輔料備用;
(4)將聚乙烯醇中加入石墨烯,采用超聲振蕩器處理10min至均勻穩(wěn)定,得粘結(jié)液備用;
(5)將輔料和漿料混合攪拌均勻,在120℃下加熱攪拌處理45min,之后緩慢加入粘結(jié)液,并持續(xù)攪拌30min,得混合料備用;
(6)將混合料放入馬弗爐中,在并在惰性氣體氮?dú)夂脱鯕獾姆諊邢仍?00℃煅燒4h,之后采用一定升溫速率升溫至1250℃,保溫煅燒8h,之后均勻降溫至室溫,即得,其中升溫速率控制在240℃/h,降溫速率控制在180℃/h。
進(jìn)一步的,所述的聚乙烯醇占軟磁材料總量的重量百分比是8wt%,所述的石墨烯重量占聚乙烯醇的重量百分比為10wt%。
對(duì)實(shí)施例1-3所準(zhǔn)備的材料的分散性以及最終制品的質(zhì)量進(jìn)行了觀察,發(fā)現(xiàn)實(shí)施例2所準(zhǔn)備的材料分散性適宜,在產(chǎn)品制造過程中,粘結(jié)效果好,產(chǎn)品質(zhì)地均勻細(xì)致質(zhì)量高。