稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法，该磁粉芯原料包括粘接剂、润滑剂和FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉，所述FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉包括磷化的FeSiAl磁粉和通过球磨包覆于磷化后的FeSiAl磁粉表面的MnZn铁氧体层。制备方法主要采用磷酸/MnZn铁氧体复合包覆工艺，通过高能球磨方法对磷化后的FeSiAl粉末进行MnZn铁氧体包覆。本发明专利技术配料方便、操作简单、包覆均匀、包覆效果好、更有利于产业化推广，同时以亚铁磁性的MnZn铁氧体作为绝缘包覆剂，减少了非磁性物质作为包覆剂引起的磁稀释现象。本发明专利技术能够改善铁硅铝磁粉芯的高频性能，提供的FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯在高频下损耗低且磁导率稳定。耗低且磁导率稳定。耗低且磁导率稳定。

【技术实现步骤摘要】
稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法


[0001]本专利技术属于磁性材料及器件制备
，具体涉及稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属磁粉芯是以金属软磁粉末为原料，经过绝缘包覆、压制成型和热处理等工艺制成的软磁复合材料。金属磁粉芯具有比软磁铁氧体磁心更高的饱和磁通密度、比硅钢叠片更低的中高频损耗，所以在适合的应用频段、较高的工作电流和较大的功率下展现出优良的软磁特性、储能能力和较好的性价比。金属磁粉芯的性能主要取决于粉末材料的磁导率﹑颗粒大小和形状﹑绝缘介质的添加、成型压力及热处理工艺等。
[0003]随着电子信息产业的快速发展，磁性器件的小型化、高频化、低功耗成为发展的必然趋势，而磁性器件性能的优劣关键在于磁粉芯。目前的研究当中，铁硅铝磁粉芯的性能较为优良，其饱和磁感应强度高、损耗低、噪声小、成本低，在很多领域都得到了广泛的应用。但铁硅铝磁粉芯在高频下损耗高、易发热，限制了其在高频领域的应用。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法，本专利技术能够改善铁硅铝磁粉芯的高频性能，提供的FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯在高频下损耗低且磁导率稳定。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯，其原料包括粘接剂、润滑剂和FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉，所述FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉包括磷化的FeSiAl磁粉和通过球磨包覆于磷化后的FeSiAl磁粉表面的MnZn铁氧体层。
[0007]优选的，FeSiAl磁粉中，以质量百分数计，各组分及含量为：Si：8％
‑
13％，Al：4％
‑
7％，其余为Fe，MnZn铁氧体的质量为磷化后的FeSiAl磁粉质量的2％
‑
10％。
[0008]本专利技术还提供了稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯的制备方法，包括如下过程：
[0009]将磷化后的FeSiAl磁粉与MnZn铁氧体粉末混合并进行球磨，使MnZn铁氧体包覆于磷化后的FeSiAl磁粉表面，在磷化后的FeSiAl磁粉表面形成MnZn铁氧体层，得到FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉；
[0010]将FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉、粘接剂和润滑剂混合均匀并压制成型，得到FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉芯坯体；
[0011]对FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉芯坯体在惰性气氛中进行去应力退火，得到所述稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯。
[0012]优选的，FeSiAl磁粉的磷化过程包括：
[0013]将退火后的FeSiAl磁粉加入到磷酸溶液中进行磷化、烘干，得到磷化的FeSiAl磁粉；
[0014]FeSiAl磁粉的退火过程包括：将FeSiAl磁粉放入气氛炉中，通入还原性气体，温度控制在600～800℃，热处理0.5～5h；
[0015]FeSiAl磁粉的粒径不大于75微米。
[0016]优选的，所述磷酸溶液中，溶剂选择水、酒精或丙酮，磷酸用量占FeSiAl磁粉重量的0.1％
‑
1.5％。
[0017]优选的，磷化后的FeSiAl磁粉与MnZn铁氧体粉末进行球磨时，球料质量比为(10～15)：1，使用的磨球为硬质合金球，直径为5～10mm，球磨的转速为50～300r/min，球磨时间为4～15h。
[0018]优选的，将FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉、粘接剂和润滑剂进行压制成型时，于常温下进行，成型压力为1900
‑
2500MPa，加压速率为1
‑
10MPa/s，保压时间为10s～3min。
[0019]优选的，对FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉芯坯体在惰性气氛中进行去应力退火时，退火温度为600
‑
850℃，时间为0.5～3h。
[0020]优选的，所述的粘接剂采用硅酸钠、有机硅树脂和环氧树脂中的一种或几种的混合物，所述的润滑剂采用硬脂酸锌和硬脂酸镁中的一种或两种的混合物。
[0021]优选的，MnZn铁氧体的质量为磷化后的FeSiAl磁粉质量的0％
‑
10％，所述粘接剂的质量为FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉质量的0.2％
‑
1.5％，所述润滑剂的质量为FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉质量的0.2％
‑
1.5％。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下优异效果：
[0023]本专利技术稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯中，磷化后的FeSiAl磁粉表面通过球磨包覆有MnZn铁氧体层，首先，MnZn铁氧体层可有效的隔绝铁硅铝粉末颗粒之间的电接触，增大粉末电阻率，降低磁粉芯功率损耗；采用MnZn铁氧体包覆，可以避免非磁性包覆剂的磁稀释作用引起磁粉芯的饱和磁化强度和磁导率的下降；其次，由于是通过球磨在磷化后的FeSiAl磁粉表面包覆的MnZn铁氧体层，该MnZn铁氧体层具有均匀、牢固的特点，提升了磁粉芯的频率稳定性。本专利技术的FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉芯，在100kHz到1MHz范围内具有稳定的磁导率，25℃时在50kHz，Bm＝100mT的测试条件下磁粉芯的功率损耗在200mW/cm3以下。综上，本专利技术改善了铁硅铝磁粉芯的高频性能，提供的FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯在高频下损耗低且磁导率稳定。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例中不同磁导率MnZn铁氧体包覆后的FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉芯的磁导率随频率的变化特性。
[0025]图2为本专利技术实施例中不同MnZn铁氧体包覆量制备的FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉芯的磁导率随频率的变化特性。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的实施例目的、技术方案和优点更清晰，下面将结合附图对本专利技术的各个实施例进行详细的阐述。然而可以理解，在本专利技术各个实施例中，为了使读者更好地理
解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各个实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
[0027]本专利技术通过在铁硅铝磁粉表面进行绝缘包覆，可阻隔粉末颗粒之间的电接触，增大电阻率，降低磁粉芯的涡流损耗，从而改善磁粉芯高频性能。本专利技术以铁氧体作为绝缘包覆剂，减少了非磁性物质作为包覆剂带来的磁稀释现象，同时具有高电阻率、低损耗、低成本等优点，十分适用于低损耗和高频实用性能场合的要求。
[0028]具体的，本专利技术稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯的制备方法，其步骤包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯，其特征在于，其原料包括粘接剂、润滑剂和FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉，所述FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉包括磷化的FeSiAl磁粉和通过球磨包覆于磷化后的FeSiAl磁粉表面的MnZn铁氧体层。2.根据权利要求1所述的稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯，其特征在于，FeSiAl磁粉中，以质量百分数计，各组分及含量为：Si：8％
‑
13％，Al：4％
‑
7％，其余为Fe，MnZn铁氧体的质量为磷化后的FeSiAl磁粉质量的2％
‑
10％。3.稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯的制备方法，其特征在于，包括如下过程：将磷化后的FeSiAl磁粉与MnZn铁氧体粉末混合并进行球磨，使MnZn铁氧体包覆于磷化后的FeSiAl磁粉表面，在磷化后的FeSiAl磁粉表面形成MnZn铁氧体层，得到FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉；将FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉、粘接剂和润滑剂混合均匀并压制成型，得到FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉芯坯体；对FeSiAl/MnZn铁氧体复合磁粉芯坯体在惰性气氛中进行去应力退火，得到所述稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯。4.根据权利要求3所述的稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯的制备方法，其特征在于，FeSiAl磁粉的磷化过程包括：将退火后的FeSiAl磁粉加入到磷酸溶液中进行磷化、烘干，得到磷化的FeSiAl磁粉；FeSiAl磁粉的退火过程包括：将FeSiAl磁粉放入气氛炉中，通入还原性气体，温度控制在600～800℃，热处理0.5～5h；FeSiAl磁粉的粒径不大于75微米。5.根据权利要求4所述的稳定磁导率低损耗FeSiAl/MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，靳勐，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：