一种铁硅复合磁粉芯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铁硅复合磁粉芯，由包括如下组分的原料制备而成：Fe‑6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉和有机硅树脂；所述Fe‑6.5wt％Si粉的振实密度为4.7～5.1g/cm‑3，松装密度为4.25～4.65g/cm‑3；所述Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的振实密度为3.8～4.2g/cm‑3，松装密度为2.95～3.35g/cm‑3；所述Fe‑6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为0.1～9:1；所述有机硅树脂的质量为Fe‑6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的总质量的1.5～3.5％。

【技术实现步骤摘要】
一种铁硅复合磁粉芯及其制备方法
本专利技术涉及软磁材料
，尤其涉及一种铁硅复合磁粉芯及其制备方法。
技术介绍
随着电子技术的迅猛发展，对电子器件的高频化、高功率密度化、小型化及抗电磁干扰性能的要求日益提高，传统的硅钢片软磁材料已难以适应其要求。金属磁粉芯作为一种软磁复合材料，与传统的硅钢片相比，具有损耗低、体积小、可柔性制造等优点。在金属磁粉芯中，Fe-6.5wt％Si磁粉芯因其合金本身磁晶各向异性常数小，磁致伸缩系数几乎为零，而且具有更好的直流叠加特性、高频低损耗及高的频率稳定性等磁性能，特别适用于目前低压强电流、大功率密度及高频化的技术要求，可以部分替代纯铁粉芯、铁镍粉芯及铁硅铝粉芯等产品，在电子元器件、能源行业中具有巨大的商业应用前景。但是，Fe-6.5wt％Si磁粉芯的总损耗较高，不能满足市场对低损耗的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铁硅复合磁粉芯及其制备方法，本专利技术所提供的铁硅复合磁粉芯与Fe-6.5wt％Si磁粉芯相比总损耗大幅度降低。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种铁硅复合磁粉芯，由包括如下组分的原料制备而成：Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉和有机硅树脂；所述Fe-6.5wt％Si粉的振实密度为4.7～5.1g/cm-3，松装密度为4.25～4.65g/cm-3；所述Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的振实密度为3.8～4.2g/cm-3，松装密度为2.95～3.35g/cm-3；所述Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为0.1～9:1；所述有机硅树脂的质量为Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的总质量的1.5～3.5％。优选的，所述Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为1～2.5:1。优选的，所述有机硅树脂的质量为Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的总质量的2～3％。优选的，所述有机硅树脂为REN50有机硅树脂。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的铁硅复合磁粉芯的制备方法，包括如下步骤：(1)将Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉、有机硅树脂和丙酮混合，搅拌至干燥，得到铁硅复合磁粉芯前驱体；(2)将所述铁硅复合磁粉芯前驱体经压制后，在惰性气体氛围进行退火处理，得到铁硅复合磁粉芯。优选的，所述有机硅树脂的质量与丙酮的体积之比为5～15g:1mL。优选的，所述压制的压力为700～1100MPa，所述压制的保压时间为10～20s。优选的，所述退火处理的温度为450～550℃，所述退火处理的时间为1.5～2.5h。本专利技术提供了一种铁硅复合磁粉芯，由包括如下组分的原料制备而成：Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉和有机硅树脂；所述Fe-6.5wt％Si粉的振实密度为4.7～5.1g/cm-3，松装密度为4.25～4.65g/cm-3；所述Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的振实密度为3.8～4.2g/cm-3，松装密度为2.95～3.35g/cm-3；所述Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为0.1～9:1；所述有机硅树脂的质量为Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的总质量的1.5～3.5％。本专利技术以Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉和有机硅树脂为原料，得到Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的复合磁粉芯，不仅大幅度降低了Fe-6.5wt％Si磁粉芯的总损耗，同时还保持了较高的磁通量。实验结果表明，本专利技术所提供的铁硅复合磁粉芯的总损耗可降低至142.59mW/cm3，同时磁导率为39.28，即总损耗降低了80％，而磁导率仅降低了22.4％，即在总损耗下降幅度较大的同时，磁导率的下降幅度较小。具体实施方式本专利技术提供了一种铁硅复合磁粉芯，由包括如下组分的原料制备而成：Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉和有机硅树脂；所述Fe-6.5wt％Si粉的振实密度为4.7～5.1g/cm-3，松装密度为4.25～4.65g/cm-3；所述Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的振实密度为3.8～4.2g/cm-3，松装密度为2.95～3.35g/cm-3；所述Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为0.1～9:1；所述有机硅树脂的质量为Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的总质量的1.5～3.5％。在本专利技术中，所述Fe-6.5wt％Si粉的振实密度为4.7～5.1g/cm-3，优选为4.8～5.0g/cm-3；松装密度为4.25～4.65g/cm-3，优选为4.35～4.55g/cm-3。在本专利技术中，所述Fe-6.5wt％Si粉的粒径优选≤230目，更优选≤200目。在本专利技术中，所述Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的的振实密度为3.8～4.2g/cm-3，优选为3.9～4.1g/cm-3；松装密度为2.95～3.35g/cm-3，优选为3.05～3.25g/cm-3；所述Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的粒径优选≤230目，更优选≤200目。在本专利技术中，所述Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为0.1～9:1，优选为1～2.5:1。在本专利技术中，所述有机硅树脂的质量为Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的总质量的1.5～3.5％，优选为2～3％。在本专利技术中，所述有机硅树脂起到粘结剂和绝缘剂的作用，作为粘结剂可粘结合金粉末，作为绝缘剂可将导电的混合粉末相互隔绝开，切断涡流，减小了涡流损耗。在本本专利技术中，所述有机硅树脂优选为REN50有机硅树脂。在本专利技术实施例中，所述有机硅树脂优选为德国瓦克化学公司的REN50有机硅树脂。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的铁硅复合磁粉芯的制备方法，包括如下步骤：(1)将Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉、有机硅树脂和丙酮混合，搅拌至干燥，得到铁硅复合磁粉芯前驱体；(2)将所述铁硅复合磁粉芯前驱体经压制后，在惰性气体氛围进行退火处理，得到铁硅复合磁粉芯。本专利技术将Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉、有机硅树脂和丙酮混合，搅拌至干燥，得到铁硅复合磁粉芯前驱体。本专利技术对所述Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉、有机硅树脂和丙酮的混合顺序没有特殊限定，能够将上述物质混合均匀即可。在本专利技术实施例中，优选将Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉混合为复合粉，将有机硅树脂与丙酮混合为有机硅树脂溶液，然后将复合粉和有机硅树脂溶液混合均匀，得到原料混合物；所述复合粉和有机硅树脂溶液的配制没有先后顺序的限定。在本专利技术中，所述有机硅树本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁硅复合磁粉芯，由包括如下组分的原料制备而成：Fe‑6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉和有机硅树脂；所述Fe‑6.5wt％Si粉的振实密度为4.7～5.1g/cm‑3，松装密度为4.25～4.65g/cm‑3；所述Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的振实密度为3.8～4.2g/cm‑3，松装密度为2.95～3.35g/cm‑3；所述Fe‑6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为0.1～9:1；所述有机硅树脂的质量为Fe‑6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的总质量的1.5～3.5％。

【技术特征摘要】
1.一种铁硅复合磁粉芯，由包括如下组分的原料制备而成：Fe-6.5wt％Si粉、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉和有机硅树脂；所述Fe-6.5wt％Si粉的振实密度为4.7～5.1g/cm-3，松装密度为4.25～4.65g/cm-3；所述Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的振实密度为3.8～4.2g/cm-3，松装密度为2.95～3.35g/cm-3；所述Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为0.1～9:1；所述有机硅树脂的质量为Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的总质量的1.5～3.5％。2.根据权利要求1所述的铁硅复合磁粉芯，其特征在于，所述Fe-6.5wt％Si粉和Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9粉的体积比为1～2.5:1。3.根据权利要求1或2所述的铁硅复合磁粉芯，其特征在于，所述有机硅树脂的质量为Fe-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辛，莫健，王健，
申请(专利权)人：广东省材料与加工研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44