一种非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法技术

本发明专利技术公开了一种非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法，包括：将磷化液与待绝缘包覆的非晶/纳米晶粉混合搅拌充分均匀，待磷化钝化层逐渐形成，在形成絮状物以及团聚之前停止搅拌，得粉液混合物；然后将粉液混合物进行粉液分离，滤除磷化液，得到非晶/纳米晶初级绝缘粉末，然后对其进行烘干处理，最后混入润滑剂和树脂经压制得到磁芯初坯即可。通过在非晶/纳米晶粉末表面进行磷化处理，获得粉末表面的电绝缘化，从而使得绝缘后的非晶/纳米晶软磁粉末制得的非晶/纳米晶软磁粉芯具有极低的功率损耗特性。损耗特性。

【技术实现步骤摘要】
一种非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法


[0001]本专利技术涉及功能材料
，更具体的说是涉及一种非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法。

技术介绍

[0002]软磁合金粉芯因为具有极低的功率损耗特性及较好的直流叠加特性，在光伏逆变发电、大型UPS电源、直流充电桩、PFC电路、节能变频空调等家用电器上广泛应用，满足了电子元器件的高效、节能和小型化的需求。
[0003]常见的软磁合金粉末材料有：铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁镍粉末、铁镍钼软磁粉末、非晶/纳米晶软磁粉末等。其中铁硅铝粉末虽然因磁滞伸缩系数和磁晶各项异性常数均为零，获得较高的磁导率和极低的功率损耗特性，但由于材料的饱和磁感应强度低，导致其抗直流叠加特性差，在大电流、高密度能量传送的应用中受到了一定的限制；铁硅粉末材料虽然有高的饱和磁感应强度，获得了优秀的抗直流叠加特性，在大电流和高功率能量传送的应用中获得了一定的应用，但由于其电阻小，产生了较高的功率损耗，因此存在一定的缺点；铁镍粉末制得的磁芯，兼有高的饱和磁感应强度和优秀的磁晶特性，因此兼有优秀的抗直流叠加特性和很低的功率损耗特性，在高端应用中举足轻重，但是由于合金中含有大量的昂贵元素镍，因此价格不菲，应用也是受到一定限制；同样铁镍钼软磁粉末具有极低的功率损耗特性，但其高昂的价格只能应用于高端PFC电路电感中。
[0004]非晶/纳米晶由于其晶体结构特点，其磁饱和强度高，同时体电阻很低，是铁硅材料的3倍以上，涡流损耗得到大幅度降低，近年来，具有优异软磁特性的非晶和超微晶合金材料已获得广泛应用，所产生的新一代非晶超微晶磁粉芯以优异的特性和作用受到重视。正在逐渐替代坡莫合金、铁硅、铁镍50和铁氧体等粉末为原料的磁粉芯产品，满足电子器件向高频化、小型化、轻量化、大电流、节能方面发展的需要。
[0005]但是，由于非晶/纳米晶粉末材料，也是一种金属玻璃，其硬度非常高，很难压制成型，且由于非晶/纳米晶带材破碎后，粉末形状呈现片状，粉体与粉体之间的绝缘很难做到，因此实际制作得到的非晶/纳米晶粉芯的功率损耗很大，不能体现非晶/纳米晶材料的优秀功率损耗特性。因此为了获得和改善非晶/纳米晶粉末的成型性和粉末的绝缘特性，添加了大量的磷酸磷化，从而产生了大量非磷化钝化层的絮状沉淀物，另外粉末成型过程中还需要添加大量的高分子材料树脂如酚醛树脂和有机硅树脂，因此磁粉的体积含量大大降低，磁芯的成型密度下降，饱和磁感应强度减低，磁芯抗直流叠加特性下降，很难制作成磁导率为60、75及以上规格的磁芯，同时抗直流叠加特性不能满足大电流和高能量传送的应用条件，例如磁导率在60的情况下，其在抗100Oe直流叠加场的情况下，电感会下降到原来的70％以下。
[0006]采用磷酸对非晶/纳米晶软磁粉末进行绝缘包覆，具有很强的可操作性，效率高，成本低，目前在软磁粉芯行业内得到了广泛的应用。但是，磷酸在软磁合金粉末表面形成绝缘的钝化层的同时，还会形成大量的磷化物，如磷酸亚铁盐之类的物质，随着磷化钝化层的
形成过程中，多余的磷酸亚铁盐之类的物质浓度不断积累，增加，并形成絮状物团聚起来，这些呈现絮状的磷酸亚铁盐的团聚物，对于磷化后的软磁粉末的压制密度有很大的不利影响，使得成型压力大大提高，成型的密度降低，导致压制的磁芯饱和磁感应强度的下降，磁芯的抗直流叠加特性变差。
[0007]因此，如何提供一种磁芯密度高，饱和磁感应强度高，可以提高磁芯抗直流叠加特性的非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术提供了一种非晶粉末，包括铁基非晶和纳米晶粉末的绝缘和包覆处理方法：在非晶/纳米晶粉末表面进行磷化处理，获得粉末表面的电绝缘化，从而使得绝缘后的非晶/纳米晶软磁粉末制得的非晶/纳米晶软磁粉芯具有极低的功率损耗特性。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法，包括以下步骤：
[0011](1)将磷化液与待绝缘包覆的非晶/纳米晶粉混合搅拌充分均匀，待磷化钝化层逐渐形成，在形成絮状物以及团聚之前停止搅拌，得粉液混合物；
[0012](2)将粉液混合物进行粉液分离，滤除磷化液，得到非晶/纳米晶初级绝缘粉末，然后对其进行烘干处理，最后混入润滑剂和树脂经压制得到磁芯初坯即可。
[0013]采用本专利技术提供的绝缘包覆方法，所用的磷酸林华钝化绝缘材料价格低，生产效率高，可以通过常规设备完成，工艺简单。而且，经过磷化钝化后的非晶/纳米晶粉末表面形成了稳定致密化的钝化层，非钝化层物质的絮状团聚物非常少，不会对钝化后的粉末在压制过程中产生隔离和架空的负面作用，压制获得的非晶/纳米晶磁芯密度大，饱和磁感应强度高，磁芯抗直流叠加特性优秀。
[0014]优选的，所述磷化液为磷酸类磷化液，所述磷酸类磷化液中磷酸的质量浓度为3.0％，以确保有足够的钝化层厚度；磷酸包括磷酸、磷酸二氢铝中的一种或两种混合。
[0015]优选的，所述磷酸钝化液的质量为非晶/纳米晶粉末质量的20％以上。
[0016]磷酸钝化液体积足够大于待磷化粉末的体积，使得磷化过程中产生的非钝化层磷酸亚铁盐物质不容易形成絮状团聚物。
[0017]优选的，其特征在于，所述混合时间为5
‑
15min。
[0018]优选的，步骤(1)中搅拌的同时进行加热，加热温度不超过80℃。
[0019]优选的，根据所需钝化层厚度，在混入润滑剂和树脂之前重复步骤(1)和(2)1～4次。
[0020]优选的，所述烘干温度为80℃，烘干时间为1
‑
2h。
[0021]上述烘干处理可以将非晶/纳米晶初级绝缘粉末残留的钝化液进行烘干，在这个过程中，钝化层可以得到一定的致密化，从而提高其稳定性。
[0022]优选的，所述润滑剂为Lonza润滑剂；所述树脂为有机硅树脂和粘结树脂的混合物。
[0023]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0024]本专利技术所提供的非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法随着磷化钝化层的形成过程中，不断对形成的非钝化层物质的磷酸亚铁盐类的物质不断进行滤除；磷酸亚铁盐形成
絮状物之前，将磷酸磷化液与非晶/纳米晶粉末进行分离，也即，本专利技术最大可能地减少磷化过程中产生的非钝化层物质形成絮状团聚物游离在粉体之中，从而减少了团聚物对粉体的压制产生的不良影响，压制磁芯获得更高的密度，从而提高了磁芯的饱和磁感应强度，获得了磁芯的优良抗直流叠加特性。
具体实施方式
[0025]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]采用本专利技术的绝缘包覆方法：取100克粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将磷化液与待绝缘包覆的非晶/纳米晶粉混合搅拌充分均匀，待磷化钝化层逐渐形成，在形成絮状物以及团聚之前停止搅拌，得粉液混合物；(2)将粉液混合物进行粉液分离，滤除磷化液，得到非晶/纳米晶初级绝缘粉末，然后对其进行烘干处理，最后混入润滑剂和树脂经压制得到磁芯初坯即可。2.根据权利要求1所述的一种非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，所述磷化液为磷酸类磷化液，所述磷酸类磷化液中磷酸的质量浓度为3.0％；磷酸包括磷酸、磷酸二氢铝中的一种或两种混合。3.根据权利要求1所述的一种非晶/纳米晶软磁粉末的绝缘包覆方法，其特征在于，所述磷酸钝化液的质量为非晶/纳米晶粉末质量的20％以上。4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳，吴兆锦，冯国强，魏建平，
申请(专利权)人：山西中磁尚善科技有限公司，
类型：发明
国别省市：