一种抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯及制备方法，所说铁基合金材料各成分所占的重量比例为，Si 9‑12％，B 7‑10％，Nb 3‑5％，Cu 1‑2％，M 6‑12％，余下为Fe，M为Ni、Co、Cr、Ga或In。本发明专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯能够在宽频下保持较高恒定磁导率，同时具备良好的抗饱和能力和抗DC‑Bias特性。

A DC biased iron-based nanocrystalline alloy core and its preparation method

The present invention relates to an iron-based nanocrystalline alloy core with DC bias resistance and a preparation method. The weight ratio of each component of the iron-based alloy material is Si 9_12%, B 7_10%, Nb 3_5%, Cu 1_2%, M 6_12%, and the remainder is Fe, M is Ni, Co, Cr, Ga or In. The iron-based nanocrystalline alloy core with DC bias resistance can maintain a high constant permeability at a wide frequency, and has good saturation resistance and DC_Bias resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯及制备方法
本专利技术涉及一种抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯及制备方法。
技术介绍
在电源设计电路中不可避免的存在因漏电流和电容耦合引起的直流分量，因此，要求电源设计电路中的EMI共模电感具有一定的抗饱和能力和抗DC-Bias(抗直流偏流)特性。现有的1K107铁纳米晶磁芯虽具有良好的高磁导率和低损耗，但抗饱和能力和抗直流偏流特性不足，在具有直流分量的电路中将快速饱和，造成EMI滤波效果差。现有的铁氧体磁芯磁导率低、Bs值低、抗饱和能力差，并且温度敏感，随着温度变化其性能变化大，衰减大。因此，在产生直流分量的电源电路中的EMI滤波应用场合，不仅需要在一定宽度的频率下保持较高恒定磁导率，同时具备良好的抗饱和能力和抗DC-Bias特性。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯及制备方法，能够在宽频下保持较高恒定磁导率，同时具备良好的抗饱和能力和抗DC-Bias特性。基于同一专利技术构思，本专利技术具有两个独立的技术方案：1、一种抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯，由铁基合金材料制成，其特征在于，所说铁基合金材料含有Si、B、Nb、M、Fe，M为Ni、Co、Cr、Ga或In。进一步地，所说铁基合金材料含有Cu。进一步地，各成分所占的重量比例为，Si9-12％，B7-10％，Nb3-5％，Cu1-2％，M6-12％，余下为Fe。2、一种上述抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将制备原料放入非真空感应炉均匀熔炼，然后倒入冷却铸盘，形成合金钢锭；步骤2：将步骤1获得的合金钢锭放入喷带设备的中频感应熔炼炉，进行二次均匀熔炼，然后将钢液倒入预热好的中间包，从底部的喷嘴流至高速旋转的铜辊，超急冷，通过控制喷嘴与铜辊之间缝隙的距离喷出带材；步骤3：将步骤2获得的喷出的带材上自动绕带机，卷绕成磁芯；步骤4：将步骤3获得的磁芯进行热处理，获得抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯。进一步地，步骤1中，熔炼的温度1400℃-1600℃，熔炼的时间100-120min。进一步地，步骤2中，熔炼的温度1250℃-1350℃，熔炼的时间60-100min。进一步地，步骤4中，磁芯的热处理工艺为，在1200-2000GS的横向磁场下，520-570℃保温100-150min,350-570℃之间分段设置工艺，冷却到200℃出炉。本专利技术具有的有益效果：本专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯由铁基合金材料制成，铁基合金材料含有Si、B、Nb、M、Fe，M为Ni、Co、Cr、Ga或In；所说铁基合金材料含有Cu；各成分所占的重量比例为，Si9-12％，B7-10％，Nb3-5％，Cu1-2％，M6-12％，余下为Fe。本专利技术通过铁基合金材料的特有组成成分及配比，使得本专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯在0-100KHZ频率范围内具有恒定的磁导率，磁导率2500-7000，而且损耗小，具备良好的抗饱和能力和抗DC-Bias特性，饱和磁感应强度达到1.2T，Hc矫顽力小于0.5A/m，适合作为高频电感磁芯。本专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯进行制备时，将制备原料放入非真空感应炉均匀熔炼，然后倒入冷却铸盘，形成合金钢锭；熔炼的温度1400℃-1600℃，熔炼的时间100-120min；将合金钢锭放入喷带设备的中频感应熔炼炉，进行二次均匀熔炼，熔炼的温度1250℃-1350℃，熔炼的时间60-100min，然后将钢液倒入预热好的中间包，从底部的喷嘴流至高速旋转的铜辊，超急冷，通过控制喷嘴与铜辊之间缝隙的距离喷出带材；将喷出的带材上自动绕带机，卷绕成磁芯；将磁芯进行热处理，获得抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯，磁芯的热处理工艺为，在1200-2000GS的横向磁场下，520-570℃保温100-150min,350-570℃之间分段设置工艺，冷却到200℃出炉。本专利技术通过特有制备工艺和工艺参数选取，进一步保证了本专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯能够在宽频下保持较高恒定磁导率，同时具备良好的抗饱和能力和抗DC-Bias特性。附图说明图1是本专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯的静态磁化曲线图；图2是本专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯的频率特性曲线图。具体实施方式实施例一：本专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯由铁基合金材料制成，所说铁基合金材料含有Si、B、Nb、M、Fe、Cu，M为Ni、Co、Cr、Ga或In，各成分所占的重量比例为，Si10％，B8％，Nb4％，Cu1.5％，M9％，余下为Fe，本实施例中M选用Ni。制备方法包括如下步骤：步骤1：将制备原料放入非真空感应炉均匀熔炼，然后倒入冷却铸盘，形成合金钢锭；熔炼的温度1500℃，熔炼的时间110min。步骤2：将步骤1获得的合金钢锭放入喷带设备的中频感应熔炼炉，进行二次均匀熔炼，熔炼的温度1300℃，熔炼的时间80min，然后将钢液倒入预热好的中间包，从底部的喷嘴流至高速旋转的铜辊，以106℃/S超急冷，通过控制喷嘴与铜辊之间缝隙的距离喷出带材；步骤3：将步骤2获得的喷出的带材上自动绕带机，卷绕成磁芯；步骤4：将步骤3获得的磁芯进行热处理，获得抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯。磁芯的热处理工艺为，在1200-2000GS的横向磁场下，550℃保温120min,350-570℃之间分段设置工艺，冷却到200℃出炉。如图2所示，本专利技术铁基纳米晶磁芯在0-100KHZ频率范围内具有恒定的磁导率。如图1所示，本专利技术铁基纳米晶磁芯具有高饱和磁感应和扁平的磁化曲线，所以作为电感磁芯可以不开气隙就能在较宽的磁场强度下获得稳定的磁导率。本专利技术铁基纳米晶合金磁芯在0-100KHZ频率范围内具有恒定的磁导率，磁导率2500-7000，而且损耗小，具备良好的抗饱和能力和抗DC-Bias特性，饱和磁感应强度达到1.2T，Hc矫顽力小于0.5A/m，适合作为高频电感磁芯。实施例二：本专利技术抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯由铁基合金材料制成，所说铁基合金材料含有Si、B、Nb、M、Fe、Cu，M为Ni、Co、Cr、Ga或In，各成分所占的重量比例为，Si11％，B9％，Nb3％，Cu2％，M10％，余下为Fe，本实施例中M选用Co。实施例二中，制备方法同实施例一。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯，由铁基合金材料制成，其特征在于，所说铁基合金材料含有Si、B、Nb、M、Fe，M为Ni、Co、Cr、Ga或In。

【技术特征摘要】
1.一种抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯，由铁基合金材料制成，其特征在于，所说铁基合金材料含有Si、B、Nb、M、Fe，M为Ni、Co、Cr、Ga或In。2.根据权利要求1所述的抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯，其特征在于：所说铁基合金材料含有Cu。3.根据权利要求2所述的抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯，其特征在于：各成分所占的重量比例为，Si9-12％，B7-10％，Nb3-5％，Cu1-2％，M6-12％，余下为Fe。4.一种权利要求1至3任何一项所述抗直流偏置铁基纳米晶合金磁芯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将制备原料放入非真空感应炉均匀熔炼，然后倒入冷却铸盘，形成合金钢锭；步骤2：将步骤1获得的合金钢锭放入喷带设备的中频感应熔炼炉，进行二次均匀熔炼，然后将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国华，李忞，毛文龙，黄从伟，
申请(专利权)人：江西中磁科技协同创新有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36