具有核壳结构的金属-铁氧体复合磁性材料及其制作方法技术

本发明专利技术提供的具有核壳结构的金属

【技术实现步骤摘要】
具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料及其制作方法


[0001]本申请涉及软磁复合磁性材料
，更具体涉及一种具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料及其制作方法。
[0002]
技术介绍

[0003]随着电子技术的迅猛发展以及5G时代的到来，对于电子器件的高频化、小型化的要求越来越高，同时也对其核心组件软磁材料提出了更高的要求。目前市场上常见的软磁材料有铁粉芯(Fe)、合金磁粉芯(Fe
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Si合金、Fe
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Co合金、Fe
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Ni合金等)、铁氧体(锰锌、镍锌)等。
[0004]铁粉芯及合金粉芯一般采用纯铁粉末或合金粉末与少量的黏结剂压制而成，其具有很高的饱和磁感应强度及较低的矫顽力，有利于器件的小型化，但因其电阻值低易产生涡流损耗,不适合在高频状态下工作，只能够在10KHz 内工作；软磁铁氧体具有较高的电阻值，在高频状态下工作时涡流损耗低，因此能够在高于1MHz的频率下工作，例如锰锌铁氧体可在1KHz~10MHz工作，镍锌铁氧体可以在1M Hz~300M Hz工作，但是，这类材料的饱和磁感应强度较低，不利于器件的小型化发展。
[0005]为了降低铁粉芯及合金粉芯在高频工作条件下的涡流损耗，人们提出将金属体粉末或合金粉末采用绝缘性良好的材料进行包覆，以降低整个材料体系的导电性，这种方式通常采用低温烘烤(150℃~170℃)的方式使热固性塑料固化并包覆在金属体粉末或合金粉末的表面，在维持一定强度同时能够增加整个材料体系的电阻值，从而降低其涡流损耗。
[0006]如中国专利CN111540558A就公开了一种复合软磁材料及其制备方法，其通过在金属体磁粉和铁氧体磁粉表面包覆有机材料的方式增加整个材料体系的电阻值，从而降低其涡流损耗，但该方案只经由低温烘烤使有机材料硬化，并未经过高温烧结过程，无法使金属体颗粒与铁氧体颗粒间介面产生良好的键结，也无法形成致密的核壳结构，使得复合软磁材料的微观组织如图1所示，为一不连续的散布组织结构；且其金属体粉体含量为30wt%，铁氧体含量为5%，有机材料含量为65wt%，使用该方式制得的复合软磁材料中有机材料仍占有很高比例，所以在单位体积内实际参与的磁特性体相对较少，其磁特性将会有大幅的降低。
[0007]
技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种适合小型化发展要求、高频工作下涡流损耗小的具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料及其制作方法。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案中的产品是，具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料，由若干微观单元构成，其特征在于：所述微观单元为核壳结构，所述微观单元自内向外依次为金属体、键结层、铁氧体，所述金属体的熔点低于所述铁氧体的熔点，所述键结层由所述金属体、所述铁氧体的接
触面经高温烧结而成，所述键结层包裹在所述金属体的外侧，所述铁氧体包裹在所述键结层的外侧，所述包裹是指紧密连接并致密化，所述键结层用于连接所述金属体和所述铁氧体，相邻的所述微观单元中的所述键结层相互独立，所有所述微观单元中的所述铁氧体连成一体。
[0010]优选地，所述金属体包括纯铁、铁硅合金、铁镍合金、铁钴合金的任意一种或其中几种组成的混合物。
[0011]进一步优选地，所述金属体为羰基金属粉，其粉体颗粒断面呈现洋葱状的组织结构。
[0012]优选地，所述铁氧体包括氧化铁、镍锌铁氧体、锰锌铁氧体中的任意一种或其中几种组成的混合物。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案中的方法是，制作上述具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料的制作方法，包括如下步骤：(a)将金属粉末和铁氧体粉末按比例混合，得到混合物；(b)将步骤(a)得到的混合物与高分子黏结剂按比例混合后通过密炼机密炼造粒，得到初级材料；(c)将步骤(b)得到初级材料经注塑成型脱脂后再经高温烧结，得到所述具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料，所述具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料的磁芯损失低于所述金属体粉末，所述具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料的导磁率高于所述铁氧体粉末。
[0014]优选地，步骤(a)中所述金属粉末为羰基法制备的磁性粉末，制备所述金属粉末的粉体包括铁粉、镍粉、钴粉中的任意一种或其中几种组成的混合物。
[0015]优选地，步骤(a)中所述金属粉末的D90粒径为5~25um、所述铁氧体粉末的D90粒径为0.05~2um。
[0016]优选地，步骤(a)中所述金属粉末和所述铁氧体粉末的混合比例为重量百分比(80~99.5%):(20~0.5%)。
[0017]优选地，步骤(b)中所述混合物与所述高分子黏结剂的混合比例为重量百分比(80~95%):(20~5%)。
[0018]优选地，步骤(c)中所述脱脂为溶剂脱脂或催化脱脂，所述脱脂用于脱去所述高分子黏结剂。
[0019]优选地，步骤(c)中所述高温烧结为无氧环境下的高温烧结，其烧结温度为1200℃~1400℃。
[0020]优选地，步骤(c)中的高分子黏结剂包括聚甲醛高分子黏结剂、石蜡黏结剂。
[0021]由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术提供的具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料，由若干微观单元构成，通过使微观单元为核壳结构，使微观单元自内向外依次为金属体、键结层、铁氧体，使金属体的熔点低于铁氧体的熔点，使键结层由金属体、铁氧体的接触面经高温烧结而成，使键结层包裹在金属体的外侧，使铁氧体包裹在键结层的外侧，使相邻的微观单元中的键结层相互独立，使所有微观单元中的铁氧体连成一体，既能够利用位于内侧的金属体提高该材料
的饱和磁感应强度，适合小型化发展要求，又能够利用位于外侧的铁氧体提升电阻值，从而降低该材料在高频工作下的涡流损耗，还能够利用键结层使金属体和铁氧体牢固连接，改善该材料的力学特性，增强该材料制成品的机械强度，本专利技术提供的制作方法，良品率高，成本低，易于实施。
[0022]附图说明
[0023]图1为现有技术的微观组织示意图。
[0024]图2为本专利技术中具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料的微观单元示意图。
[0025]其中：1.金属体磁粉；2.铁氧体磁粉；3.有机材料；4.微观单元；41.金属体；42.铁氧体；43.键结层。
[0026]具体实施方式
[0027]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0028]如图2所示，本专利技术提供的具有核壳结构的金属
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铁氧体磁性材料，由若干微观单元4构成，微观单元4为核壳结构，微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料，由若干微观单元构成，其特征在于：所述微观单元为核壳结构，所述微观单元自内向外依次为金属体、键结层、铁氧体，所述金属体的熔点低于所述铁氧体的熔点，所述键结层由所述金属体、所述铁氧体的接触面经高温烧结而成，所述键结层包裹在所述金属体的外侧，所述铁氧体包裹在所述键结层的外侧，所述键结层用于连接所述金属体和所述铁氧体，相邻的所述微观单元中的所述键结层相互独立，所有所述微观单元中的所述铁氧体连成一体。2.根据权利要求1所述的具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料，其特征在于：所述金属体包括纯铁、铁硅合金、铁镍合金、铁钴合金的任意一种或其中几种组成的混合物。3.根据权利要求2所述的具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料，其特征在于：所述金属体为羰基金属粉，其粉体颗粒断面呈现洋葱状的组织结构。4.根据权利要求1所述的具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料，其特征在于：所述铁氧体包括氧化铁、镍锌铁氧体、锰锌铁氧体中的任意一种或其中几种组成的混合物。5.制作权利要求1所述的具有核壳结构的金属
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铁氧体复合磁性材料的制作方法，包括如下步骤：(a)将金属粉末和铁氧体粉末按比例混合，得到混合物；(b)将步骤(a)得到的混合物与高分子黏结剂按比例混合后通过密炼机密炼造粒，得到初级材料；(c)将步骤(b)得到初级材料经...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯春树，侯咏轩，侯文洁，
申请(专利权)人：昆山卡德姆新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：