复合软磁材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合软磁材料及其制备方法，该复合软磁材料包括如下组份：67.9～95.54wt％FeSiCr、0.1～0.3wt％TiO2、0.15～0.75wt％SiO2、0.1～0.5wt％Mn3O4、0.1～0.5wt％ZnO、3.4～25.9wt％BaO、0.4～3wt％ B2O3、0.2～0.85wt％ CaO、0.01～0.3wt％CuO。该复合软磁材料具有高起始磁导率和高Bs、优秀的温度稳定性、低温度系数的复合软磁材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及软磁材料领域，具体涉及复合软磁材料及其制备方法。
技术介绍
软磁合金的最大优点是具有较高的饱和磁通密度(Bs)，温度稳定性好，稳定系数低，直流叠加特性好的特点，软磁铁氧体最大优点是在具有较高的磁导率和电阻率(102～106Ω·cm)。随着电动汽车的发展汽车电子元器件向着小型化和大电流化、宽温度应用方向发展，对软磁材料性能提出了更高的要求。功率电感器使用频率一般在100KHz及以上使用，一方面软磁合金往往由于电阻率较低，绝缘和耐压性能较低，高频损耗大而使磁心发热较大，造成器件的性能恶化，另一方面软磁铁氧体由于温度系数相对较高，造成器件的随温度变化磁导率变化大，造成器件在低温或高温环境下性能不稳定。另外，软磁合金粉芯的磁导率一般较低，为得到较高的电感量，器件往往需要增加绕线的圈数，从而造成铜损增加，器件的性能恶化，因而提高材料的起始磁导率必要。为对汽车电子应用功率电感的小型化和大电流化、宽温度应用的要求，开发对应的较高磁导率和高Bs、温度稳定性优良的复合软磁材料非常必要。在国内已有一些相关复合软磁材料的制造方法的专利，具体如下：(1)公开号为CN201410214573.4，公开日为2015.03.04，专利技术名称为“一种复合软磁材料及其制备方法”的中国专利公开了一种复合软磁材料及其制备方法，复合软磁材料的组分按包括按质量百分比计：FeSiCr82.56％～98.45％、Fe2O30.3％～8.9％、NiO0.1％～1.93％、ZnO0.1％～2.13％、CuO0.1％～0.53％。复合软磁材料的制备方法包括混合、预烧、粉碎、压制和烧结。本专利技术通过调整FeSiCr的含量来调整复合软磁材料的饱和磁感应强度，通过调整Fe2O3、NiO、ZnO、CuO的含量来调整生成的NiCuZn铁氧体的含量，从而提高复合软磁材料的绝缘和耐压性能。(2)公开号为CN201410214841.2，公开日为2015.03.04，专利技术名称为“一种复合软磁材料及其制备方法”的中国专利公开了一种复合软磁材料及其制备方法，复合软磁材料中包括如下重量百分比的组分：75.13～86.12wt％的FeSiCr合金粉末、9～14.5wt％的Fe2O3、1.95～2.99wt％的NiO、2.15～3.75wt％的ZnO、0.55～1.43wt％的CuO、0.03～0.85wt％的Bi2O3、0.15～0.45wt％的V2O5、0.05～0.9wt％的SiO2。制备时，按照如上所述组分配比配料，经过混合、预烧、粉碎、造粒、压制和烧结后，制得所述复合软磁材料。本专利技术的复合软磁材料及其制备方法，采用特定配比含量的组分，从而通过各材料的含量调整或者某些组分的添加，配合生产工艺，制得具有高绝缘﹑高耐压﹑高Bs性能的复合软磁材料。(3)公开号为CN201410214819.8，公开日为2015.03.11，专利技术名称为“复合软磁材料及其制备方法”的中国专利公开了一种复合软磁材料及其制备方法，该复合软磁材料包括如下组份：48.25～76.91wt％FeSiCr、15～30.5wt％Fe2O3、3～9wt％NiO、3.8～7.3wt％ZnO、1.0～2.5wt％CuO、0.01～0.65wt％Bi2O3、0.03～0.55wt％V2O5、0.15～0.75wt％SiO2、0.1～0.5wt％Mn3O4。该复合软磁材料具有高起始磁导率和高Bs。(4)公开号为CN201110152217.0，公开日为2012.02.22，专利技术名称为“一种复合软磁材料及其制备方法”的中国专利公开了一种具有高密度、高磁感的复合软磁材料及其制备方法。该复合软磁材料由雾化铁基粉末、润滑剂和金属助粘剂组成，其中润滑剂的质量为雾化铁基粉末质量的0.01-2％，金属助粘剂的质量为雾化铁基粉末质量的0.01-2％；所述金属助粘剂和润滑剂均匀包覆在雾化铁基粉末颗粒表面。所述润滑剂为纳米活性碳酸钙和/或纳米三氧化二铝，金属助粘剂为钛酸酯。本专利技术制备工艺简单、材料成本低，密度高、磁感应强度大。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种复合软磁材料及其制备方法，以得到具有高起始磁导率和高Bs、稳定的温度特性的复合软磁材料。一种复合软磁材料，包括如下重量百分比的组份：67.9～95.54wt％FeSiCr、0.1～0.3wt％TiO2、0.15～0.75wt％SiO2、0.1～0.5wt％Mn3O4、0.1～0.5wt％ZnO、3.4～25.9wt％BaO、0.4～3wt％B2O3、0.2～0.85wt％CaO、0.01～0.3wt％CuO。进一步地，FeSiCr为平均粒径为5～100μm的粉末。进一步地，TiO2、SiO2、Mn3O4、ZnO、BaO、B2O3、CaO和CuO的粒径均为50～100nm。进一步地，FeSiCr、TiO2、SiO2、Mn3O4、ZnO、BaO、B2O3、CaO和CuO分别占所述复合软磁材料的90.1wt％、0.17wt％、0.3wt％、0.45wt％、0.3wt％、7.41wt％、0.92wt％、0.26wt％、0.09wt％。一种所述复合软磁材料的制备方法，包括如下步骤：混合步骤：将FeSiCr、TiO2、SiO2、Mn3O4和ZnO进行干法混合，得到混合料；预压步骤：将所述混合料采用粉末成型机压制的混合坯料；预烧步骤：将所述混合料在氮气保护进行预烧，得到预烧料；粉碎步骤：使用溶剂，将BaO、B2O3、CaO、CuO与所述预烧料进行混合后进行湿法粉碎，得到粉碎浆料；造粒步骤：在所述粉碎浆料中加入造粒辅助剂，在超声波下分散后，进行造粒，得到颗粒料；压制步骤：将所述颗粒料采用粉末成型机压制得到坯件；烧结步骤：烧结所述坯件以得到所述复合软磁材料；其中FeSiCr、TiO2、SiO2、Mn3O4、ZnO、BaO、B2O3、CaO、CuO的添加量满足如下重量百分比关系：67.9～95.54wt％FeSiCr、0.1～0.3wt％TiO2、0.15～0.75wt％SiO2、0.1～0.5wt％Mn3O4、0.1～0.5wt％ZnO、3.4～25.9wt％BaO、0.4～3wt％B2O3、0.2～0.85wt％CaO、0.01～0.3wt％CuO。进一步地，FeSiCr、TiO2、SiO2、Mn3O4、ZnO、BaO、B2O3、CaO、CuO的添加量满足如下重量百分比关系：90.1wt％FeSiCr、0.17wt％TiO2、0.3wt％SiO2、0.45wt％Mn3O4、0.3wt％ZnO、7.41wt％BaO、0.92wt％B2O3、0.26wt％CaO、0.09wt％CuO。进一步地，所述溶剂为无水乙醇。进一步地，所述造粒辅助剂为聚丙烯酰胺。进一步地，所述方法满足以下工艺条件中的任一者或多者：a)在所述混合步骤中，混合时间为30～70分钟；b)在所述预压步骤中，预压压力为5吨/cm2；c)在所述预烧步骤中，预烧温度控制在750±20℃，预烧时间为100～200分钟，氧含量控制在1％以下；d)在所述粉碎步骤中，粉碎时间为120～240分钟，粉碎后料浆粒径控制在1.5～35μm；e)在所述造粒步骤，聚丙烯酰胺等于所述粉碎浆料重量的2％至6％；f)在所述压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合软磁材料，其特征是，包括如下重量百分比的组份：67.9～95.54wt％FeSiCr、0.1～0.3wt％TiO2、0.15～0.75wt％SiO2、0.1～0.5wt％Mn3O4、0.1～0.5wt％ZnO、3.4～25.9wt％BaO、0.4～3wt％B2O3、0.2～0.85wt％CaO、0.01～0.3wt％CuO。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合软磁材料，其特征是，包括如下重量百分比的组份：67.9～95.54wt％FeSiCr、0.1～0.3wt％TiO2、0.15～0.75wt％SiO2、0.1～0.5wt％Mn3O4、0.1～0.5wt％ZnO、3.4～25.9wt％BaO、0.4～3wt％B2O3、0.2～0.85wt％CaO、0.01～0.3wt％CuO。2.如权利要求1所述的复合软磁材料，其特征是，FeSiCr为平均粒径为5～100μm的粉末。3.如权利要求1或2所述的复合软磁材料，其特征是，TiO2、SiO2、Mn3O4、ZnO、BaO、B2O3、CaO和CuO的粒径均为50～100nm。4.如权利要求1至3任一项所述的复合软磁材料，其特征是：FeSiCr、TiO2、SiO2、Mn3O4、ZnO、BaO、B2O3、CaO和CuO分别占所述复合软磁材料的90.1wt％、0.17wt％、0.3wt％、0.45wt％、0.3wt％、7.41wt％、0.92wt％、0.26wt％、0.09wt％。5.一种如权利要求1至4任一所述的复合软磁材料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：混合步骤：将FeSiCr、TiO2、SiO2、Mn3O4和ZnO进行干法混合，得到混合料；预压步骤：将所述混合料采用粉末成型机压制的混合坯料；预烧步骤：将所述混合料在氮气保护进行预烧，得到预烧料；粉碎步骤：使用溶剂，将BaO、B2O3、CaO、CuO与所述预烧料进行混合后进行湿法粉碎，得到粉碎浆料；造粒步骤：在所述粉碎浆料中加入造粒辅助剂，在超声波下分散后，进行造粒，得到颗粒料；压制步骤：将所述颗粒料采用粉末成型机压制得到坯件；烧结步骤：烧结所述坯件以得到所述复合软磁材料；其中FeSiCr、TiO2、SiO2、Mn3O4、ZnO、BaO、B2O3、CaO、CuO的添加量满足如下重量百分比关系：67.9～95.54wt％FeSiCr、0.1～0.3wt％TiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈敏，聂敏，李有云，
申请(专利权)人：深圳顺络电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44