铁基磁粉芯、其制备方法和电磁感应器件技术

本发明专利技术提供了一种铁基磁粉芯、其制备方法和电磁感应器件。上述铁基磁粉芯的制备方法包括：对铁镍合金与片状铁硅铝合金进行表面钝化处理，得到铁基复合磁性材料；将铁基复合磁性材料与粘结剂和脱模剂混合，在惰性气氛或还原性气氛下进行压制成型处理，得到铁基磁粉芯。采用上述制备方法制得的铁基磁粉芯具有较高的磁导率和品质因子，同时还具有功率损耗较小等优点。此外，在惰性气氛或还原性气氛下进行压制成型处理，这能够抑制上述铁基磁粉芯在退火处理过程中的氧化，同时抑制磁粉芯软磁性能的恶化。的恶化。的恶化。

【技术实现步骤摘要】
铁基磁粉芯、其制备方法和电磁感应器件


[0001]本专利技术涉及金属软磁材料制备
，具体而言，涉及一种铁基磁粉芯、其制备方法和电磁感应器件。

技术介绍

[0002]随着电子产品的升级换代，对小体积大功率电感器的需求越来越大，这就要求磁粉芯具有高磁密度、高磁导率和低损耗性能。
[0003]铁镍软磁合金磁粉芯饱和磁通密度可以达到1.3T左右，磁导率可以达到200以上，而且直流叠加特性很好，但是在高频范围内会产生巨大的涡流损耗。这是因为铁镍软磁合金磁粉芯的电阻率较低，在高频条件下感生电流导致的能量损耗(即涡流损耗)很高。铁硅铝软磁合金具有有效磁导率高、磁性能稳定、饱和磁强度很高以及损耗较低等优势。为了降低涡流损耗，通常需要对铁镍合金磁粉进行表面钝化、包覆处理，以增加磁粉的电阻率，从而降低涡流损耗。
[0004]现有文献(专利号CN102306528B)公开了一种磁导率μ＝125H/m的铁镍合金软磁材料及其制造方法。上述铁镍合金软磁材料的制备方法包括：采用磷酸对铁镍粉末进行表面处理，再加入酚醛树脂焙炒至干燥并压制成型，热处理后采用环氧树脂油漆涂覆在铁镍合金软磁材料的表面。上述制得的铁镍合金软磁材料的损耗为350mW/cm3(50kHz，100mT)。
[0005]铁镍磁粉广泛应用在开关电源和电子通讯等领域。目前铁镍或铁镍与其它软磁粉末的复合材料的应用频率基本都低于200kHz，而且损耗较高，更无法适应5G用电感器所需要的MHz级高频。在此基础上，研究开发一种应用频率能达到100kHz甚至MHz级，同时具有低损耗性能的软磁合金磁粉或磁粉复合材料具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种铁基磁粉芯、其制备方法和电磁感应器件，以解决现有技术软磁合金磁粉或磁粉复合材料在高频条件下(100kHz和1MHz)涡流损耗高的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种铁基磁粉芯的制备方法，上述铁基磁粉芯的制备方法包括：对铁镍合金与片状铁硅铝合金进行表面钝化处理，得到铁基复合磁性材料；将铁基复合磁性材料与粘结剂和脱模剂混合，在惰性气氛或还原性气氛下进行压制成型处理，得到铁基磁粉芯。
[0008]进一步地，铁镍合金为球状，且D50为15～29μm。
[0009]进一步地，片状铁硅铝合金的厚度≤5μm，铁镍合金在片状铁硅铝合金所在平面的投影面积大于片状铁硅铝合金的面积。
[0010]进一步地，片状铁硅铝合金为椭圆形或圆形，优选地，片状铁硅铝合金的厚度为0.3～3μm，D50为40～60μm。
[0011]进一步地，以占片状铁硅铝合金和铁镍合金的总重量的百分含量计，片状铁硅铝
合金的用量为0.1～30wt％；优选地，以占片状铁硅铝合金和铁镍合金的总重量的百分含量计，片状铁硅铝合金的用量为1～20wt％。
[0012]进一步地，表面钝化处理过程包括：将钝化剂、铁镍合金与片状铁硅铝合金进行混合，得到铁基复合磁性材料；以占钝化剂、铁镍合金与片状铁硅铝合金的总重量的百分含量计，钝化剂的用量为0.01～5wt％，优选为0.1～3wt％；优选地，钝化剂选自磷酸、铬酸和磷酸二氢铝组成的组中的一种或多种。
[0013]进一步地，粘结剂选自有机硅树脂、酚醛树脂、环氧树脂、玻璃粉和水玻璃组成的组中的一种或多种；优选地，粘结剂的重量占铁基复合磁性材料与粘结剂的总重量的0.3～3wt％。
[0014]进一步地，脱模剂选自硬脂酸类化合物、滑石粉和脱模油组成的组中的一种或多种；优选地，脱模剂的重量占铁基复合磁性材料与粘结剂的总重量的0.1～0.4wt％。
[0015]为了实现上述目的，本专利技术另一个方面还提供了一种铁基磁粉芯，上述铁基磁粉芯的磁导率为100～160H/m，品质因子为81～156，功率损耗为2180～3150mW/cm3，或铁基磁粉芯由本申请提供的上述铁基磁粉芯的制备方法制得。
[0016]本专利技术的又一方面提供了一种电磁感应器件，包括电磁感应部，上述电磁感应部由本申请提供的上述铁基磁粉芯制得。
[0017]应用本专利技术的技术方案，一方面，对片状铁硅铝合金与铁镍合金进行表面钝化处理和压制成型处理后，片状铁硅铝合金会贴合在铁镍合金表面，高形状比的片状铁硅铝合金不仅具有较高的磁导率和电阻率，其具有的片状结构还能够起到空间上的隔离作用，二者的协同作用能够提高制得铁基磁粉芯的磁导率，同时降低铁基复合磁性材料不同种合金间的涡流损耗。另一方面，表面钝化处理能够在铁基复合磁性材料表面形成一层钝化膜，上述钝化膜具有较好的绝缘性，因而有利于进一步降低铁基复合磁性材料的涡流损耗。粘结剂的加入能够使铁基复合磁性材料内部颗粒之间相互粘连，以便于后续实现压制成型的效果。脱模剂的加入能够减小铁基复合磁性材料与模具之间的摩擦，提高压实密度和延长模具寿命。采用上述制备方法制得的铁基磁粉芯具有较高的磁导率和品质因子(Q值)，同时功率损耗较小。此外，在惰性气氛或还原性气氛下进行压制成型处理，这能够抑制上述铁基磁粉芯在退火处理过程中的氧化，同时抑制磁粉芯软磁性能的恶化。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1示出了本专利技术实施例1涉及到的铁镍合金的SEM图(放大倍数1000倍)；
[0020]图2示出了本专利技术实施例1涉及到的片状铁硅铝合金的SEM图(放大倍数500倍)；
[0021]图3示出了本专利技术实施例1制得的铁基磁粉芯的SEM图(放大倍数为500倍)；
[0022]图4示出了本专利技术实施例1制得的铁基磁粉芯的SEM图(放大倍数为1000倍)。
具体实施方式
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0024]正如
技术介绍
所描述的，现有的软磁合金磁粉或磁粉复合材料存在在高频条件下(100kHz和1MHz)涡流损耗高的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种铁基磁粉芯的制备方法，上述铁基磁粉芯的制备方法包括：对铁镍合金与片状铁硅铝合金进行表面钝化处理，得到铁基复合磁性材料；将铁基复合磁性材料与粘结剂和脱模剂混合，在惰性气氛或还原性气氛下进行压制成型处理，得到铁基磁粉芯。
[0025]一方面，对片状铁硅铝合金与铁镍合金进行表面钝化处理和压制成型处理后，片状铁硅铝合金会贴合在铁镍合金表面，高形状比的片状铁硅铝合金不仅具有较高的磁导率和电阻率，其具有的片状结构还能够起到空间上的隔离作用，二者的协同作用能够提高制得铁基磁粉芯的磁导率，同时降低铁基复合磁性材料不同种合金间的涡流损耗。另一方面，表面钝化处理能够在铁基复合磁性材料表面形成一层钝化膜，上述钝化膜具有较好的绝缘性，因而有利于进一步降低铁基复合磁性材料的涡流损耗。粘结剂的加入能够使铁基复合磁性材料内部颗粒之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁基磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述铁基磁粉芯的制备方法包括：对铁镍合金与片状铁硅铝合金进行表面钝化处理，得到铁基复合磁性材料；将所述铁基复合磁性材料与粘结剂和脱模剂混合，在惰性气氛或还原性气氛下进行压制成型处理，得到所述铁基磁粉芯。2.根据权利要求1所述的铁基磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述铁镍合金为球状，且D50为15～29μm。3.根据权利要求2所述的铁基磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述片状铁硅铝合金的厚度≤5μm，所述铁镍合金在所述片状铁硅铝合金所在平面的投影面积大于所述片状铁硅铝合金的面积。4.根据权利要求3所述的铁基磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述片状铁硅铝合金为椭圆形或圆形，优选地，所述片状铁硅铝合金的厚度为0.3～3μm，D50为40～60μm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的铁基磁粉芯的制备方法，其特征在于，以占所述片状铁硅铝合金和所述铁镍合金的总重量的百分含量计，所述片状铁硅铝合金的用量为0.1～30wt％；优选地，以占所述片状铁硅铝合金和所述铁镍合金的总重量的百分含量计，所述片状铁硅铝合金的用量为1～20wt％。6.根据权利要求1所述的铁基磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述表面钝化处理过程包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丛，张宁，董江群，何景航，徐君，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：