本发明专利技术公开了一种应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感及其制造方法，通过控制超微晶磁芯的真空电渣重熔、单辊激冷、成型、超微晶化、去应力处理获得稳定性高的超微晶磁芯，又通过采用电磁性能优良的氮化铝基陶瓷骨架、全封闭式的铝合金屏蔽罩、硅橡胶与玻璃纤维按重量比9：1混合的间隙填充物的方式提升了本发明专利技术的共模电感的稳定性；本发明专利技术的应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感稳定性高、对温度不敏感、使用寿命长、电磁屏蔽性好、散热性能优良。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子元件领域，尤其涉及一种应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感及其制造方法。
技术介绍
电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。共模电感的结构类似于变压器，但只有一个绕组(6)。共模电感具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果共模电感在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果共模电感在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。共模电感又称扼流器、电抗器、动态电抗器。超微晶材料具有很高的导磁率、饱和磁感应强度和较低的矫顽力和电阻率，主要用于弱磁场中使用的小型、高灵敏度的变压器、放大器、继电器、扼流圈、录音磁头、磁屏蔽等，是稳定性最好的磁芯材料之一。在国内已申请的相关专利中，专利《一种高温度稳定性电感》（申请号：201610011573.3，公开日：2016-04-06），公开了一种高温度稳定性电感的组成结构，但其未对材料本质进行处理和改善，因此其温度稳定性的基础较差，只能通过复杂的结构和散热来保证其温度稳定性，但其采用的骨架材料为塑料，热膨胀系数较大，温度稳定性差，采用的磁芯为N48，是一种钕铁硼磁芯，这种磁芯的优点是性价比高，具良好的机械特性，不足之处在于居里温度点低，温度稳定性差，且易于粉化腐蚀，因此其温度稳定性也差，使用寿命较短，同时由于其导磁率远小于超微晶，因此同样性能的电感器，其体积将远大于采用超微晶磁芯(3)的电感器；由于采用的中铝合金半封闭结构，虽然具有一定的电磁屏蔽能力，但相较于铝合金全封闭结构而言，其电磁屏蔽能力较弱，电磁稳定性较差；且由于该专利技术中仅有小部分铝合金与功能区域连接，散热速率较低。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种稳定性高、对温度不敏感、使用寿命长、电磁屏蔽性好、散热性能优良的应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感及其制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感制造方法，包括以下步骤：1）各部件的选用和准备①骨架选用环形氮化铝基陶瓷骨架，该氮化铝基陶瓷选用标准为：体积电阻率≥2×1013Ω•cm、介电强度≥750kV/cm、热导率≥25W/m·K、抗弯强度≥400Mpa、杨氏模数≥320Gpa、断裂韧性≥25Mpa；②磁芯选用特定的超微晶磁芯原材料，包括以下重量份的组分：工业纯铁64-75份、电解铜0.8-1.2份、纯铌2.9-3.1份、结晶硅12.5-13.2份、硼化铁9.3-9.8份；③屏蔽罩采用铝合金制成，采用全封闭结构；④封装材料采用环氧树脂；⑤绕组采用标准绕组用铜线；⑥导热绝缘材料采用硅橡胶与玻璃纤维按重量比9：1混合的颗粒状混合物；2）磁芯的加工处理①将1）中步骤②准备的超微晶磁芯原材料通过真空感应电渣炉进行熔炼，溶炼温度为原始材料开始融化后继续升温100℃-110℃，均匀搅拌并保温20min-30min，获得待用合金液；②将步骤①获得的待用合金液通过配置有喷气口的铜制单辊激冷设备制成厚度15-25μm的非晶态合金带材，在激冷过程中，喷气口始终以8 bar -10bar压力喷出足量氮气，氮气喷射方向垂直于辊面，呈现水平扇形喷射，获得原始非晶态合金带材；③将步骤②获得的原始非晶态合金带材通过绕卷芯棒绕制成圆形或正方形，获得变形非晶态合金带材；④将步骤③获得的变形非晶态合金带材装夹在耐高温定型夹具中固定，获得定型非晶态合金带材；⑤将步骤④获得的定型非晶态合金带材放入带有三热电偶的热处理炉，通入足量氮气保护，三支热电偶分别为控温偶、炉温偶和超温偶，控温偶直接与定型非晶态合金带材接触，炉温偶和超温偶放置于炉内有效温区空腔，以不大于3℃/min的升温速率开始升温，至当控温偶感应温度升温至540℃-545℃时开始保温，保温时间30min-40min，然后随炉冷却至室温，拆除耐高温定型夹具，即获得所需待处理超微晶磁芯；3）共模电感的装配①将超微晶磁芯放置于氮化铝基陶瓷骨架中，采用环氧树脂固定；②将铜线按标准缠绕方式缠绕在氮化铝基陶瓷骨架上；③采用铝合金屏蔽罩将整个共模电感封装，封装时在间隙内填充满1）中步骤⑥准备的颗粒状导热绝缘材料；然后采用环氧树脂进行密封，即获得待处理共模电感；4）共模电感的稳定化处理①将3）中步骤③获得的待处理共模电感放置于冷冻箱中，温度不高于-70℃，保温20min-30min，获得冷处理共模电感；②步骤①完成后，将步骤①获得的冷处理共模电感置于室温下，至其温度回复至室温，然后放入烘箱中，以不高于2℃/min的升温速率升至100℃-105℃，保温25min-30min，获得热循环共模电感；③将步骤②获得的热循环共模电感置于室温下，至其温度回复至室温；④反复进行①~③工序两次，即获得所需应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感。根据上述制造方法制造出的应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感，其中：应用了特制的超微晶磁芯、应用了特定的陶瓷骨架、应用了铝合金全封闭式屏蔽罩、应用了导热绝缘材料；超微晶磁芯通过环氧树脂固封在陶瓷骨架内，绕组表面及绕组和陶瓷骨架间隙中填充有导热绝缘材料，导热绝缘材料外还封装有环氧树脂；铝合金屏蔽罩将整个中和变压器除屏蔽罩外的部分套装在内，采用全封闭式结构。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：选用了稳定性很好的超微晶磁芯，并对超微晶磁芯进行了冲击-去应力-变形-校形-去应力的多次循环处理，而且去应力温度均高于居里温度，因此最终获得的超微晶磁芯尺寸稳定性好、残余杂乱磁通量小，对温度变化不敏感；由于超微晶材料具有很高的导磁率、饱和磁感应强度和较低的矫顽力和电阻率，因此本专利技术的电磁性能优良；由于本专利技术采用的超微晶磁芯饱和磁感不低于1.5T、初始磁导率不低于(1×105)、Hc不高于(0.30A/M), 高磁感下的高频损耗不高于（20W/kg），电阻率不低于80μΩ/cm, 经横向磁场处理后，可得到不低于1000Gs 的Br 值，使得本专利技术的基础性能就很好；由于骨架采用氮化铝基陶瓷制成，该氮化铝基陶瓷的综合机构性能优良，且热膨胀系数低，更不易老化、变质，加之采用铝合金全封闭结构，使用本专利技术的共模电感受外界侵害小，因此使用寿命长；由于采用的是铝合金全封闭结构，因此电磁屏蔽性好；又由于该铝合金结构与发热部分之间填充了高导热绝缘材料，且覆盖了整个共模电感，因此该共模电感的散热性能优良。附图说明图1是本专利技术的结构示意图图中：屏蔽罩1、陶瓷骨架2、超微晶磁芯3、导热绝缘材料4、封装材料5、绕组6。具体实施方式实施例1：一种应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感，应用了特制的超微晶磁芯3、应用了特定的陶瓷骨架2、应用了铝合金全封闭式屏蔽罩1、应用了导热绝缘材料4；超微晶磁芯3通过环氧树脂固封在陶瓷骨架2内，绕组6表面及绕组6和陶瓷骨架2间隙中填充有导热绝缘材料4，导热绝缘材料4外还封装有环氧树脂；铝合金屏蔽罩1将整个中和变压器除屏蔽罩1外的部分套装在内，采用全封闭式结构。该应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感制造方法，包括以下步骤：1）各部件的选用和准备①骨架选用环形氮化铝基陶瓷骨架2，该氮化铝基陶瓷选用标准为：体积电阻率≥2×1013Ω•cm、介电强度≥750kV/cm、热导率≥25W/m·K、抗弯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）各部件的选用和准备①骨架选用环形氮化铝基陶瓷骨架(2)；②磁芯选用特定的超微晶磁芯(3)原材料，包括以下重量份的组分：工业纯铁64‑75份、电解铜0.8‑1.2份、纯铌2.9‑3.1份、结晶硅12.5‑13.2份、硼化铁9.3‑9.8份；③屏蔽罩(1)采用铝合金制成，采用全封闭结构；④封装材料(5)采用环氧树脂；⑤绕组(6)采用标准绕组(6)用铜线；⑥导热绝缘材料(4)采用硅橡胶与玻璃纤维按重量比9：1混合的颗粒状混合物；2）磁芯的加工处理①将1）中步骤②准备的超微晶磁芯(3)原材料通过真空感应电渣炉进行熔炼，溶炼温度为原始材料开始融化后继续升温100℃‑110℃，均匀搅拌并保温20min‑30min，获得待用合金液；②将步骤①获得的待用合金液通过配置有喷气口的铜制单辊激冷设备制成厚度15‑25μm的非晶态合金带材，在激冷过程中，喷气口始终以8 bar ‑10bar压力喷出足量氮气，氮气喷射方向垂直于辊面，呈现水平扇形喷射，获得原始非晶态合金带材；③将步骤②获得的原始非晶态合金带材通过绕卷芯棒绕制成圆形或正方形，获得变形非晶态合金带材；④将步骤③获得的变形非晶态合金带材装夹在耐高温定型夹具中固定，获得定型非晶态合金带材；⑤将步骤④获得的定型非晶态合金带材放入带有三热电偶的热处理炉，通入足量氮气保护，三支热电偶分别为控温偶、炉温偶和超温偶，控温偶直接与定型非晶态合金带材接触，炉温偶和超温偶放置于炉内有效温区空腔，以不大于3℃/min的升温速率开始升温，至当控温偶感应温度升温至540℃‑545℃时开始保温，保温时间30min‑40min，然后随炉冷却至室温，拆除耐高温定型夹具，即获得所需待处理超微晶磁芯(3)；3）共模电感的装配①将超微晶磁芯(3)放置于氮化铝基陶瓷骨架(2)中，采用环氧树脂固定；②将铜线按标准缠绕方式缠绕在氮化铝基陶瓷骨架(2)上；③采用铝合金屏蔽罩(1)将整个共模电感封装，封装时在间隙内填充满1）中步骤⑥准备的颗粒状导热绝缘材料(4)；然后采用环氧树脂进行密封，即获得待处理共模电感；4）共模电感的稳定化处理①将3）中步骤③获得的待处理共模电感放置于冷冻箱中，温度不高于‑70℃，保温20min‑30min，获得冷处理共模电感；②步骤①完成后，将步骤①获得的冷处理共模电感置于室温下，至其温度回复至室温，然后放入烘箱中，以不高于2℃/min的升温速率升至100℃‑105℃，保温25min‑30min，获得热循环共模电感；③将步骤②获得的热循环共模电感置于室温下，至其温度回复至室温；④反复进行①~③工序两次，即获得所需应用了高稳定性超微晶磁芯(3)的共模电感。...
【技术特征摘要】
1.一种应用了高稳定性超微晶磁芯的共模电感制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）各部件的选用和准备①骨架选用环形氮化铝基陶瓷骨架(2)；②磁芯选用特定的超微晶磁芯(3)原材料，包括以下重量份的组分：工业纯铁64-75份、电解铜0.8-1.2份、纯铌2.9-3.1份、结晶硅12.5-13.2份、硼化铁9.3-9.8份；③屏蔽罩(1)采用铝合金制成，采用全封闭结构；④封装材料(5)采用环氧树脂；⑤绕组(6)采用标准绕组(6)用铜线；⑥导热绝缘材料(4)采用硅橡胶与玻璃纤维按重量比9：1混合的颗粒状混合物；2）磁芯的加工处理①将1）中步骤②准备的超微晶磁芯(3)原材料通过真空感应电渣炉进行熔炼，溶炼温度为原始材料开始融化后继续升温100℃-110℃，均匀搅拌并保温20min-30min，获得待用合金液；②将步骤①获得的待用合金液通过配置有喷气口的铜制单辊激冷设备制成厚度15-25μm的非晶态合金带材，在激冷过程中，喷气口始终以8 bar -10bar压力喷出足量氮气，氮气喷射方向垂直于辊面，呈现水平扇形喷射，获得原始非晶态合金带材；③将步骤②获得的原始非晶态合金带材通过绕卷芯棒绕制成圆形或正方形，获得变形非晶态合金带材；④将步骤③获得的变形非晶态合金带材装夹在耐高温定型夹具中固定，获得定型非晶态合金带材；⑤将步骤④获得的定型非晶态合金带材放入带有三热电偶的热处理炉，通入足量氮气保护，三支热电偶分别为控温偶、炉温偶和超温偶，控温偶直接与定型非晶态合金带材接触，炉温偶和超温偶放置于炉内有效温区空腔，以不大于3℃/min的升温速率开始升温，至当控温偶感应温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：何琳，
申请(专利权)人：宁波华众和创工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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