软磁复合材料用绝缘包覆铁粉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种软磁复合材料用绝缘包覆铁粉及其制备方法和应用。本发明专利技术的软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法包括以下步骤：1)将铁粉和钝化液混合后进行喷雾干燥，再进一步烘干，得到钝化铁粉；2)将钝化铁粉和有机

【技术实现步骤摘要】
软磁复合材料用绝缘包覆铁粉及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于磁性材料
，具体涉及一种软磁复合材料用绝缘包覆铁粉及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]软磁复合材料(Soft Magnetic Composite materials，SMCs)，是通过对金属或合金软磁粉末包覆绝缘物质，再辅助以粉末冶金技术制备而得。软磁复合材料具有低的矫顽力、较高的饱和磁感应强度、较高的磁导率、易于复杂结构成形以及三维各向同性等特点，对于各种电力、电子产品的小型化、高性能化、高频化发展有着重大意义，被广泛应用于电气和通讯等领域，特别是电磁器件。
[0003]绝缘包覆铁粉是一种常用的制备软磁复合材料的原料，因此，要想制备性能良好的软磁复合材料，绝缘包覆铁粉的制备是关键。目前，最常见的软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法是采用机械搅拌的方式使处理液包覆在铁粉表面，再干燥处理除去有机溶剂，最终获得包覆有绝缘层的铁粉。该方法制备的绝缘包覆铁粉存在绝缘层包覆不均匀，厚薄不一致的问题，包覆效果不理想，易导致材料的综合磁性能下降。同时，该制备方法还存在生产效率低、对环境有害等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于解决现有软磁复合材料用绝缘包覆铁粉存在的绝缘层包覆不均匀、厚薄不一致、磁性能较差的问题，提供一种绝缘层厚度可控、绝缘层薄且均匀、磁性能良好的软磁复合材料用绝缘包覆铁粉。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种过程简单、生产周期短、干燥时间短、效率高、生产安全、绿色环保的软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供上述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉在制备磁性材料中的应用。
[0007]本专利技术所采取的技术方案是：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)将铁粉和钝化液混合后进行喷雾干燥，再进一步烘干，得到钝化铁粉；
[0010]2)将钝化铁粉和有机
‑
无机复合液混合后进行喷雾干燥，再进一步烘干，即得软磁复合材料用绝缘包覆铁粉；
[0011]其中，步骤2)所述有机
‑
无机复合液的组成包括有机粘结剂、无机物、偶联剂和溶剂；
[0012]所述无机物为金属氧化物、气相二氧化硅、硅酸钠、玻璃粉、粘土和云母粉中的至少一种。
[0013]优选的，步骤1)所述铁粉为粒径20μm
‑
350μm的水雾化铁粉。
[0014]优选的，步骤1)所述铁粉的纯度≥99.7％，含氧量≤0.15wt.％。
[0015]进一步优选的，步骤1)所述铁粉的纯度为99.8％，含氧量为0.10wt.％。
[0016]优选的，步骤1)所述钝化液的组成包括无机酸和溶剂。
[0017]进一步优选的，步骤1)所述钝化液为磷酸的丙酮溶液或磷酸的乙醇溶液。
[0018]优选的，所述无机酸的添加量为铁粉质量的0.1％
‑
5％。
[0019]进一步优选的，所述无机酸的添加量为铁粉质量的0.1％
‑
2％。
[0020]优选的，所述无机酸为磷酸、硼酸、硝酸、硫酸、盐酸中的至少一种。
[0021]优选的，所述溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、丙酮、乙醇中的至少一种。
[0022]优选的，步骤2)所述有机粘结剂的添加量为铁粉质量的0.1％
‑
5％。
[0023]优选的，所述有机粘结剂为有机硅树脂、环氧树脂、改性硅树脂、酚醛树脂、聚醚酰亚胺、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、硅氧烷低聚物中的至少一种。
[0024]优选的，步骤2)所述无机物的添加量为铁粉质量的0.1％
‑
5％。
[0025]优选的，所述无机物为金属氧化物。
[0026]优选的，所述金属氧化物为氧化铋。
[0027]优选的，步骤2)所述偶联剂的添加量为铁粉质量的0.05％
‑
1％。
[0028]优选的，步骤2)所述偶联剂为硅烷偶联剂。
[0029]进一步优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH
‑
540、KH
‑
550、KH
‑
560、KH
‑
570中的至少一种。
[0030]优选的，步骤2)所述溶剂为有机溶剂。
[0031]优选的，步骤2)所述有机溶剂体积添加量与铁粉质量的比大于0.20L/kg。
[0032]优选的，步骤1)和步骤2)所述喷雾干燥采用的是闭式循环喷雾干燥机。闭式循环喷雾干燥机包含闭路循环系统和冷凝分离系统，喷雾干燥是在封闭循环的环境下进行，冷凝分离系统能够对有机溶剂和惰性气体进行循环利用。
[0033]优选的，步骤1)和步骤2)所述喷雾干燥的进料量为40kg/h
‑
1200kg/h。
[0034]优选地，步骤1)和步骤2)所述喷雾干燥的进口温度为150℃
‑
250℃。
[0035]进一步优选的，步骤1)和步骤2)所述喷雾干燥的进口温度为150℃
‑
200℃。
[0036]优选地，步骤1)和步骤2)所述喷雾干燥的出口温度为50℃
‑
100℃。
[0037]优选的，步骤1)和步骤2)所述混合采用的是机械搅拌，搅拌速度为100r/min
‑
1000r/min。
[0038]优选的，步骤1)和步骤2)中利用旋风分离器对喷雾干燥后的钝化铁粉或软磁复合材料用绝缘包覆铁粉进行收集处理。
[0039]优选的，步骤1)和步骤2)所述烘干使用的是带式炉。
[0040]优选的，步骤1)和步骤2)所述烘干的温度为100℃
‑
300℃，烘干时间为0.3h
‑
3h。
[0041]优选的，步骤2)所述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉中的绝缘包覆层的平均厚度为40nm
‑
300nm。
[0042]进一步优选的，步骤2)所述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉中的绝缘包覆层的平均厚度为60nm
‑
250nm。
[0043]第二方面，本专利技术提供了一种由上述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法制备得到的软磁复合材料用绝缘包覆铁粉。
[0044]第三方面，本专利技术提供了上述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉在制备磁性材料中的应用。
[0045]第四方面，本专利技术提供了一种软磁复合材料，其组成包括上述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉。
[0046]优选的，所述软磁复合材料为磁环。
[0047]进一步优选的，所述软磁复合材料为环状磁芯。
[0048]本专利技术的构思：
[0049]1)将铁粉与钝化液搅拌混合后，利用喷雾干燥将料液雾化成含有铁粉颗粒与钝化液的均匀小液滴，小液滴与热的惰性气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铁粉和钝化液混合后进行喷雾干燥，再进一步烘干，得到钝化铁粉；2)将钝化铁粉和有机
‑
无机复合液混合后进行喷雾干燥，再进一步烘干，即得软磁复合材料用绝缘包覆铁粉；其中，步骤2)所述有机
‑
无机复合液的组成包括有机粘结剂、无机物、偶联剂和溶剂；所述无机物为金属氧化物、气相二氧化硅、硅酸钠、玻璃粉、粘土和云母粉中的至少一种。2.根据权利要求1所述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法，其特征在于，步骤1)所述铁粉为粒径20μm
‑
350μm的水雾化铁粉。3.根据权利要求1或2所述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法，其特征在于，步骤1)所述钝化液的组成包括无机酸和溶剂。4.根据权利要求3所述软磁复合材料用绝缘包覆铁粉的制备方法，其特征在于，所述无机酸为磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕健，朱红芳，杜勇，魏剑磊，阚高辉，吕扬清，
申请(专利权)人：广东聚石科技研究有限公司，
类型：发明
国别省市：