一种纳米晶合金磁芯制造技术

本发明专利技术属于纳米晶磁芯技术领域，且公开了一种纳米晶合金磁芯，包括Cu、Si、B、Sr、Ir、Bi、Ni、Te、稀土元素、和Fe，所述Cu、Si、B、Sr、Ir、Bi、Ni、Te、稀土元素、和Fe的含量分别为Cu 0.6

【技术实现步骤摘要】
一种纳米晶合金磁芯


[0001]本专利技术属于纳米晶磁芯
，具体是一种纳米晶合金磁芯。

技术介绍

[0002]纳米晶材料是由纳米级尺寸(1
‑
10nm)的晶体所组成的材料，由于晶体极细，故晶界可占整个材料的50％或更多，其原子排列既不同于有序的结晶态，也不同于无序的非晶态(玻璃态)，其性能也不同于相同成分的晶体或非晶体，在很多场合，传统的铁氧体材料已经无法满足需求，越来越多的EMC整改方案中运用到了一种新型材料制作的电感，叫纳米晶磁芯。
[0003]现在市面上大部分的纳米晶磁环的是由一种叫铁基纳米晶软磁合金做成的，它具有良好的高频特性，更低的矫顽力以及损耗，它的制作过程是把铁硅硼铜铌五种元素按固定的比例混合加热到1400度后进行急速冷却制作成的带状材料，随后再卷绕成圆形磁芯，再进行热处理使得其再次晶化，便拥有了良好的软磁性能。
[0004]纳米晶合金磁芯具有优异的综合磁性能，高饱和磁感、高初始磁导率、低Hc，高磁感下的高频损耗低，电阻率比坡莫合金高，经纵向或横向磁场处理，可得到高Br或低Br值，是目前市场上综合性能最好的材料，广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器等。

技术实现思路

[0005]为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提供了一种纳米晶合金磁芯，。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纳米晶合金磁芯，包括Cu、Si、B、Sr、Ir、Bi、Ni、Te、稀土元素、和Fe，所述Cu、Si、B、Sr、Ir、Bi、Ni、Te、稀土元素、和Fe的含量分别为Cu 0.6
‑
1.0％、Si 8.0
‑
10.0％、B 5.5
‑
8.0％、Sr 0.1
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0.3％、Ir 0.05
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0.15％、Bi 0.03
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0.10％、Ni0.8
‑
1.5％、Te 0.1
‑
0.3％、稀土元素0.01
‑
0.04％、余量为Fe；
[0007]所述铁基纳米晶磁芯采用真空热处理：以1℃/min的升温速率进行升温，以200℃的温度为出炉温度，以540℃为退火的温度，以60min为保温退火时间。
[0008]真空热处理炉具有节约能源、污染少、操作安全可靠、自动化程度高等优点，能够满足各种材质的热处理工艺要求。按其结构和加热方式可分为外热式真空热处理炉(结构简单、造价低、操作维修方便；抽气量小易获得真空；可靠性能好；但不能进行快冷，适用范围窄等)和内热式真空热处理(依靠电极辐射实现加热，不受炉罐限制可制成大型高温炉，加热冷却速度快、效率高；但结构复杂、绝缘性能要求高，炉内体积大抽气系统功率大，电器配套系统要求高；现阶段使用最多)，因此，此处采用外热式真空热处理炉。
[0009]上述技术方案中，优选的，所述真空热处理采用外热式真空热处理炉，其抽气量小易获得真空，可靠性能好。
[0010]上述技术方案中，优选的，所述纳米晶合金磁芯需要经过两次热处理工序，分别为一次热处理工序，和在一次热处理工序后进行的二次热处理工序。
[0011]上述技术方案中，优选的，所述一次热处理工序中，在526℃左右开始放热，一次晶华开始，当温度达到540℃时，此时达到一次放热高峰。
[0012]上述技术方案中，优选的，所述二次热处理工序包括二次温度保持工序和之后的二次降温工序，在二次温度保持工序中，当温度达到669℃时，开始进行二次晶化，在686℃时晶化速率达到最大值。
[0013]上述技术方案中，优选的，所述一次热处理工序和二次热处理工序综合得出合适的热处理温度应为526℃～669℃。
[0014]上述技术方案中，优选的，所述纳米晶合金磁芯的矫顽力hc是表示材料磁化难易程度的量，主要取决于材料的成分和缺陷；
[0015]根据磁感应强度B与磁场强度H和磁化强度M的关系：
[0016]B＝μ0(H+M)
[0017]令B＝0，得到：
[0018]Hc＝
‑
M
[0019]当M＝0，得到：
[0020]Hc＝B/μ0[0021]在磁学性能中，矫顽力的大小受晶粒尺寸变化的影响最为强烈。
[0022]上述技术方案中，优选的，所述纳米晶合金磁芯的磁导率μ是磁滞回线上任何一点所对应的b与h的比值，与器件的工作状态有关；
[0023]利用公式可计算各个频率下的有效磁导率,公式如下：
[0024]μ
e
＝L1/μ0N2A
[0025]经过简化为：
[0026]μ
e
＝L(D+d)/4N2h(D
‑
d)
[0027]式中：I为磁芯的磁路长度，A为磁芯的横截面积，L为所测电感，D为磁芯外径，d为磁芯内径，h为磁芯高度，N为线圈匝数。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过将铁基纳米晶磁芯采用真空热处理：以1℃/min的升温速率进行升温，以200℃的温度为出炉温度，以540℃为退火的温度，以60min为保温退火时间，是铁基纳米晶磁芯的最佳处理工艺。图1为本专利技术的纳米晶合金在3kH、0.57T下的磁滞回线图；图2为本专利技术的纳米晶合金在3kH、1.17T下的磁滞回线图；图3为本专利技术的纳米晶合金在5kH、0.42T下的磁滞回线图；图4为本专利技术的纳米晶合金在5kH、0.82T下的磁滞回线图；图5为本专利技术的纳米晶合金在10kH、0.22T下的磁滞回线图；图6为本专利技术的纳米晶合金在10kH、0.58T下的磁滞回线图；图7为本专利技术的纳米晶合金在10kH、0.88T下的磁滞回线图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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。
[0031]本专利技术提供一种纳米晶合金磁芯，包括Cu、Si、B、Sr、Ir、Bi、Ni、Te、稀土元素、和Fe，所述Cu、Si、B、Sr、Ir、Bi、Ni、Te、稀土元素、和Fe的含量分别为Cu 0.6
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1.0％、Si 8.0
‑
10.0％、B 5.5
‑
8.0％、Sr 0.1
‑
0.3％、Ir 0.05
‑
0.15％、Bi 0.03
‑
0.10％、Ni0.8
‑
1.5％、Te 0.1
‑
0.3％、稀土元素0.01
‑
0.04％、余量为Fe；
[0032]所述铁基纳米晶磁芯采用真空热处理：以1℃/min的升温速率进行升温，以200℃的温度为出炉温度，以540℃为退火的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米晶合金磁芯，包括Cu、Si、B、Sr、Ir、Bi、Ni、Te、稀土元素、和Fe，其特征在于：所述Cu、Si、B、Sr、Ir、Bi、Ni、Te、稀土元素、和Fe的含量分别为Cu 0.6
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1.0％、Si 8.0
‑
10.0％、B 5.5
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8.0％、Sr 0.1
‑
0.3％、Ir 0.05
‑
0.15％、Bi 0.03
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0.10％、Ni0.8
‑
1.5％、Te 0.1
‑
0.3％、稀土元素0.01
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0.04％、余量为Fe；所述铁基纳米晶磁芯采用真空热处理：以1℃/min的升温速率进行升温，以200℃的温度为出炉温度，以540℃为退火的温度，以60min为保温退火时间。2.根据权利要求1所述的一种纳米晶合金磁芯，其特征在于：所述真空热处理采用外热式真空热处理炉，其抽气量小易获得真空，可靠性能好。3.根据权利要求1所述的一种纳米晶合金磁芯，其特征在于：所述纳米晶合金磁芯需要经过两次热处理工序，分别为一次热处理工序，和在一次热处理工序后进行的二次热处理工序。4.根据权利要求1所述的一种纳米晶合金磁芯，其特征在于：所述一次热处理工序中，在526℃左右开始放热，一次晶华开...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲成刚，王晓祥，李丛俊，瞿德林，商燕彬，
申请(专利权)人：天长市中德电子有限公司，
类型：发明
国别省市：