一种芯片逆变器用低损耗铁镍软磁粉心的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种芯片逆变器用低损耗铁镍软磁粉心的制备方法，通过选用粒度小于200目的铁镍软磁粉末，用1000目的凹凸棒土粉末粉末对铁镍粉末颗粒表面进行无损包覆处理，制备出了有效磁导率为60的铁镍软磁粉心，具备优良的软磁性能，尤其是能够大幅提升铁镍粉心的Q值和损耗性能，在50kHz、100mT条件下的体积损耗Pcv低于130mW/cm3。。。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片逆变器用低损耗铁镍软磁粉心的制备方法


[0001]本专利技术属于软磁材料
，尤其涉及一种芯片逆变器用低损耗铁镍软磁粉心的制备方法。

技术介绍

[0002]金属软磁粉心具有高电阻率、高磁通密度、低矫顽力、低损耗等优点，凭借优良的综合软磁性能，被广泛用于滤波器、升压电感和差模电感等电子元器件中。随着电力电子器件往高功率方向发展，需要金属软磁粉心具有低损耗、优良的抗直流饱和性能。尤其是在交流
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直流转换器中，抗直流饱和性能满足不了器件需求时，容易造成感量急剧衰减，引起损耗过高，造成电路纹波过大。尤其是在芯片逆变器应用领域，需要更高的直流偏置特性以及优良的性能稳定性，所以以铁镍为代表的软磁粉心器件被广泛应用。
[0003]专利CN102214510B中公布了一种铁镍合金软磁材料及其制造方法，方案中主要采用磷酸对铁镍粉末表面进行钝化处理，通过在1500MPa～2600MPa条件下压制成型，经过600℃～900℃条件下热处理60～150分钟，制备出不同电感因数的铁镍粉心。其中，制备出的60μ铁镍粉心产品在50kHz、1000Gauss(100mT)条件下的功率损耗均高于290mW/cm3，在100Oe条件下的直流偏置性能为83.9％～86.1％。专利CN102314980B中公布了一种磁导率μ＝60的铁镍钼合金软磁材料及其制造方法，专利中选用价格昂贵、高稳定性的铁镍钼软磁粉末，同样的采用磷酸钝化处理，对铁镍钼软磁粉末表面进行绝缘处理，制备出的60μ铁镍钼粉心产品在50kHz、1000Gauss(100mT)条件下的功率损耗约为190mW/cm3，在100Oe条件下的直流偏置性能仅为56％，远低于铁镍粉心的直流偏置性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对电子电力器件领域对软磁粉心性能提升需求，尤其是芯片逆变器领域对于软磁粉心的直流偏置性能要求，提供了一种芯片逆变器用低损耗铁镍软磁粉心的制备方法，能够有效提升铁镍粉心的损耗性能和直流偏置性能，满足芯片逆变器领域的应用需求。
[0005]本专利技术芯片逆变器用低损耗铁镍软磁粉心的制备方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：向铁镍磁粉中加入水性有机硅树脂、凹凸棒土粉末和水，常温下搅拌混合均匀，获得混合浆料；
[0007]步骤2：将所得混合浆料加热保温搅拌，保温结束后，将干燥的粉末过筛得到绝缘包覆粉末；
[0008]步骤3：向步骤2获得的绝缘包覆粉末中加入粘结剂和脱模剂，混合均匀后得到待成型磁粉；
[0009]步骤4：用压机将步骤3制备的待成型磁粉压制成粉心毛坯件；
[0010]步骤5：惰性或还原性气体保护下，将步骤4压制成型的粉心毛坯件在680℃～780℃进行保温，得到半成品磁粉心；
[0011]步骤6：向步骤5获得的半成品磁粉心得表面喷涂一层绝缘、耐高温的环氧树脂涂层，获得金属软磁粉心成品。
[0012]步骤1中，所述铁镍磁粉的原粉粒度≤200目，其成分按质量百分比构成为：Ni49.0％～51.0％，余量为Fe。凹凸棒土粉末的粒度≤1000目。
[0013]步骤1中，水性有机硅树脂的添加质量为铁镍磁粉质量的1.0％～1.5％；凹凸棒土粉末的添加质量为铁镍磁粉质量的1.5％～3.0％；水的添加质量为铁镍磁粉质量的10.0％～20.0％。
[0014]步骤1中，常温下搅拌的时间为15分钟～50分钟，优选20分钟～35分钟。
[0015]步骤2中，所述加热保温搅拌的温度控制在80℃～120℃，保温时间为20分钟～60分钟，优选30分钟～40分钟。
[0016]步骤3中，粘结剂的添加质量为铁镍磁粉质量的0.1％～0.5％；脱模剂的添加质量为铁镍磁粉质量的0.3％～0.6％。
[0017]步骤3中，所述粘结剂选自硅氧烷树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂中的一种或多种；所述脱模剂选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、滑石粉、云母粉中的一种或多种。
[0018]步骤4中，压制压强为1800MPa～2200MPa。
[0019]步骤5中，所述惰性或还原性气体为氩气、氮气、氢气等。
[0020]步骤5中，保温时间为50分钟～150分钟，优选60分钟～120分钟。
[0021]本专利技术低损耗铁镍软磁粉心的有效磁导率为60。该铁镍软磁粉心在100Oe条件下的粉心直流偏置性能高于87％，并且在50kHz、100mT条件下的体积损耗Pcv低于130mW/cm3。
[0022]本专利技术的有益效果体现在：
[0023](1)本专利技术采用水性有机硅树脂和凹凸棒粉末对铁镍软磁粉末进行绝缘包覆处理，属于一种粉末表面物理改性方法。相较于常规磷酸钝化方法，本专利技术能够有效消避免对金属粉末表面的腐蚀破坏作用，能够杜绝酸性试剂对环境的危害作用。
[0024](2)本专利技术采用水性有机硅树脂作为粉体表面改性剂，能够完全溶解于水中；采用粒度小于1000目的凹凸棒粉末对铁镍粉体表面进行绝缘包覆；并且，水性有机硅树脂和凹凸棒粉末均具有粘性，能够有效提升铁镍粉心强度，满足后续磁心元器件的装配要求。
[0025](3)本专利技术制备方法简便，所用溶剂为水，容易操作控制，成本低。
[0026](4)本专利技术制备的低损耗铁镍软磁粉心具备优良的软磁性能，尤其是软磁粉心的直流偏置性能和损耗性能得到大幅提升，能够满足芯片逆变器领域对金属软磁粉心的性能要求。
附图说明
[0027]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0028]图1为本专利技术实施例1中铁镍软磁粉心在0Oe～200Oe条件下的直流偏置性能图。
具体实施方式
[0029]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。所描述的实施例及其结果仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。
[0030]实施例1：
[0031]选用原粉粒度为
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200目的铁镍磁粉1000.0g，加入10.0g的水性有机硅树脂、30.0g的1000目凹凸棒土粉末以及200.0g的水，在常温下搅拌10分钟后，形成均匀的混合浆料；随后，将混合浆料加热至120℃，并保温搅拌20分钟，保温结束后，将干燥的铁镍绝缘粉末用100目的筛网进行过筛；向过筛后的粉末中加入5.0g的酚醛树脂粘结剂和6.0g的硬脂酸锌脱模剂，并混合均匀，得到待成型的磁粉；采用压制压强约为2200MPa将混合均匀的待成型的磁粉压制成粉心毛坯件，其中，粉心毛坯件为外径27.00mm
×
内径14.80mm
×
高度11.18mm的环形粉心；采用氮气作为保护性气体，将压制成型的粉心毛坯件在780℃保温50分钟得到半成品磁粉心；最后，向半成品磁粉表面喷涂一层绝缘、耐高温的环氧树脂涂层，干燥获得金属软磁粉心成品。
[0032]对比例1：
[0033]选用原粉粒度为
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200目的铁镍磁粉1000.0g，加入5.0g的水性有机硅树脂、10.0g的1000目凹凸棒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片逆变器用低损耗铁镍软磁粉心的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：向铁镍磁粉中加入水性有机硅树脂、凹凸棒土粉末和水，常温下搅拌混合均匀，获得混合浆料；步骤2：将所得混合浆料加热保温搅拌，保温结束后，将干燥的粉末过筛得到绝缘包覆粉末；步骤3：向步骤2获得的绝缘包覆粉末中加入粘结剂和脱模剂，混合均匀后得到待成型磁粉；步骤4：用压机将步骤3制备的待成型磁粉压制成粉心毛坯件；步骤5：惰性或还原性气体保护下，将步骤4压制成型的粉心毛坯件在680℃～780℃进行保温，得到半成品磁粉心；步骤6：向步骤5获得的半成品磁粉心得表面喷涂一层绝缘、耐高温的环氧树脂涂层，获得金属软磁粉心成品。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述铁镍磁粉的原粉粒度≤200目，其成分按质量百分比构成为：Ni49.0％～51.0％，余量为Fe；所述凹凸棒土粉末的粒度≤1000目。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，水性有机硅树脂的添加质量为铁镍磁粉质量的1.0％～1.5％；凹凸棒土粉末的添加质量为铁镍磁粉质量的1.5％～3.0％；水的添加质量为铁镍磁粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤凤林，
申请(专利权)人：扬州领创新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：