一种软磁复合材料的界面扩散制备方法技术

本发明专利技术涉及一种软磁复合材料的界面扩散制备方法。软磁复合材料以Fe、Fe‑Si、Fe‑Ni、Fe‑Ni‑Mo、Fe‑Si‑Al、非晶纳米晶软磁合金粉末为原材料；将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；采用B2O3、V2O5、Bi2O3、Na2CO3、Mn2O3、Sb2O3、CuO和低熔点玻璃粉等低熔点化合物将磁环表面包覆，经400~1000℃真空退火1~48h，使低熔点化合物经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。本发明专利技术的优点是：无需在磁环压制成型之前加入绝缘介质，避免了压制过程中绝缘介质分布不均；通过真空退火在磁体内部界面处渗透扩散得到的绝缘层非常薄，避免了传统工艺中绝缘层导致磁体磁导率大幅降低的问题。

An interface diffusion method for preparing soft magnetic composite materials

The invention relates to an interface diffusion method for preparing soft magnetic composite materials. The soft magnetic composite material is composed of Fe, Fe_Si, Fe_Ni, Fe_Ni, Fe_Ni_Mo, Fe_Si_Al, amorphous nanocrystalline soft magnetic alloy powder as raw material, passivation powder is obtained by mixing passivator and soft magnetic alloy powder, stirring and drying, passivation powder is loaded into mold and pressed into magnetic ring, B2O3, V2O5, Bi2O3, Na2CO3, Mn2 are adopted. Low melting point compounds, such as O3, Sb2O3, CuO and low melting point glass powder, are coated on the magnetic ring surface and annealed in vacuum at 400-1000 C for 1-48h. The low melting point compounds are diffused to the inner of the magnetic ring through the grain interface, and the resistivity of the magnet is increased. The soft magnetic composite is obtained by cooling the furnace to room temperature. The invention has the advantages that the insulating medium is not needed to be added before the magnetic ring pressing molding to avoid the uneven distribution of the insulating medium during the pressing process, and the insulating layer obtained by infiltration and diffusion at the inner interface of the magnet through vacuum annealing is very thin, thus avoiding the problem that the magnetic permeability of the magnet is greatly reduced due to the insulating layer in the traditional process.

【技术实现步骤摘要】
一种软磁复合材料的界面扩散制备方法
本专利技术涉及一种软磁复合材料的界面扩散制备方法，属于磁性材料制备领域。
技术介绍
软磁材料，指的是当磁化发生在Hc不大于1000A/m，这样的材料称为软磁体。典型的软磁材料，可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。软磁材料（softmagneticmaterial）具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化，也易于退磁，广泛用于电工设备和电子设备中。软磁材料主要包括金属软磁和铁氧体软磁。金属软磁的优点是饱和磁化强度高，但电阻率低，因此高频涡流损耗高。软磁铁氧体饱和磁通密度低，磁导率低，居里温度低，中高频损耗低，成本低。前三个低是它的缺点，限制了它的使用范围，现在(21世纪初)正在努力改进。后两个低是它的优点，有利于进入高频市场，现在(21世纪初)正在努力扩展。软磁复合材料是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。与传统的金属软磁合金和铁氧体材料相比，它有很多独特的优点：磁性金属粒子分散在非导体物件中，可以减少高频涡流损耗，提高应用频率；既可以采取热压法加工成粉芯，也可以利用现在(21世纪初)的塑料工程技术，注塑制造成复杂形状的磁体；具有密度小，重量轻，生产效率高，成本低，产品重复性和一致性好等优点。缺点是由于磁性粒子之间被非磁性体分开，磁路隔断，磁导率通常较低。软磁复合材料研究和生产的关键之处在于采用绝缘介质将金属磁粉绝缘包覆，提高基体电阻率，从而减少高频损耗。现在的工艺是将绝缘介质与金属磁粉混合后压制成型。但绝缘介质与金属磁粉的包覆界面在压制过程中容易产生脱离，形成不均匀包覆，致使涡流损耗偏高。针对软磁复合材料存在的问题，本申请采用金属磁粉压制成型、绝缘介质磁体表面涂覆、真空退火使绝缘介质产生界面扩散的工艺方法，提高磁体电阻率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种软磁复合材料的界面扩散制备方法。本专利技术的具体制备步骤为：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为：Fe、Fe-Si、Fe-Ni、Fe-Ni-Mo、Fe-Si-Al、非晶纳米晶合金；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用低熔点化合物将磁环表面包覆，再采用真空退火工艺，使低熔点化合物经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料；所述的低熔点化合物包括：B2O3、V2O5、Bi2O3、Na2CO3、Mn2O3、Sb2O3、CuO和低熔点玻璃粉；所述的真空退火温度为400~1000℃，退火时间为1~48h。本专利技术的优点是：1、无需在磁环压制成型之前加入绝缘介质，避免了压制过程中绝缘介质分布不均；2、通过真空退火在磁体内部界面处渗透扩散得到的绝缘层非常薄，避免了传统工艺中绝缘层导致磁体磁导率大幅降低的问题。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细描述，以便更好地理解本专利技术的目的、特点和优点。虽然本专利技术是结合该具体的实施例进行描述，但并不意味着本专利技术局限于所描述的具体实施例。相反，对可以包括在本专利技术权利要求中所限定的保护范围内的实施方式进行的替代、改进和等同的实施方式，都属于本专利技术的保护范围。对于未特别标注的工艺参数，可按常规技术进行。实施例1：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为Fe；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用Sb2O3将磁环表面包覆，在600℃真空退火24h，使Sb2O3经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。实施例2：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为Fe-Si；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用Bi2O3将磁环表面包覆，在700℃真空退火12h，使Bi2O3经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。实施例3：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为Fe-Ni；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用Na2CO3将磁环表面包覆，在800℃真空退火8h，使Na2CO3经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。实施例4：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为Fe-Ni-Mo；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用CuO将磁环表面包覆，在1000℃真空退火1h，使CuO经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。实施例5：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为Fe-Si-Al；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用Mn2O3将磁环表面包覆，在900℃真空退火6h，使Mn2O3经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。实施例6：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为非晶合金；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用B2O3将磁环表面包覆，在400℃真空退火48h，使B2O3经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。实施例7：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为纳米晶合金；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用V2O5将磁环表面包覆，在500℃真空退火36h，使V2O5经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。实施例8：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为Fe；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用低熔点玻璃粉将磁环表面包覆，在650℃真空退火16h，使低熔点玻璃粉经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软磁复合材料的界面扩散制备方法，其特征在于具体步骤为：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为：Fe、Fe‑Si、Fe‑Ni、Fe‑Ni‑Mo、Fe‑Si‑Al、非晶纳米晶合金；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界面扩散采用低熔点化合物将磁环表面包覆，再采用真空退火工艺，使低熔点化合物经颗粒界面扩散至磁环内部，提高磁体电阻率，炉冷至室温，获得软磁复合材料；所述的低熔点化合物包括：B2O3、V2O5、Bi2O3、Na2CO3、Mn2O3、Sb2O3、CuO和低熔点玻璃粉；所述的真空退火温度为400~1000℃，退火时间为1~48h。

【技术特征摘要】
1.一种软磁复合材料的界面扩散制备方法，其特征在于具体步骤为：1）原材料准备所采用的软磁合金粉末为：Fe、Fe-Si、Fe-Ni、Fe-Ni-Mo、Fe-Si-Al、非晶纳米晶合金；2）软磁合金粉末的钝化将钝化剂和软磁合金粉末混合，经搅拌、烘干，得到钝化粉；3）压制成型将钝化粉装入成型模具中，压制成磁环；4）表面包覆、界...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晓领，李静，杨艳婷，徐靖才，金红晓，金顶峰，洪波，王新庆，葛洪良，
申请(专利权)人：彭晓领，
类型：发明
国别省市：浙江,33