一种复合羰基铁芯材料的制备方法技术

本发明专利技术属于材料技术领域，提供了一种复合羰基铁芯材料的制备方法，包括：对微米级羰基铁粉进行绝缘包覆，得第一复合粉末；对所述第一复合粉末进行过筛处理后，加入纳米级羰基铁粉进行球磨处理，得第二复合粉末；将所述第二复合粉末进行压制成型，得复合羰基铁块体；对所述复合羰基铁块进行去应力退火处理，即得。本发明专利技术通过向传统羰基铁粉中添加纳米级羰基铁粉，可以显著增加磁性相之间的交互耦合作用，降低磁晶各向异性及磁致伸缩系数，从而达到提升饱和磁感应强度和磁导率的目的。另外，本发明专利技术制备工艺简单，反应条件容易控制，可应用于工业化规模化生产。用于工业化规模化生产。用于工业化规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种复合羰基铁芯材料的制备方法


[0001]本专利技术属于材料
，尤其涉及一种复合羰基铁芯材料的制备方法。

技术介绍

[0002]羰基铁粉具有优良的磁性能，是各种电感器件和机电设备的一种理想的铁芯材料。通常铁芯材料的导磁能力与其内部磁性相含量和磁性相之间交换耦合程度紧密相关。
[0003]中国专利技术专利CN202110572304.5公开了一种混合树脂包覆的低损耗磁粉芯制备方法，混合树脂的使用虽然降低了损耗，但由于有非磁性相的引入，既减少了单位质量铁芯内磁性相的含量，同时使羰基铁粉末间距离远超磁性相磁性交换长度，从而减弱了磁性相之间交换耦合作用，并且增加了磁各向异性，使其磁性能恶化。
[0004]然而，由于电感器件和机电设备正不断向微型化、高频化及大电流方向发展，这就使得未来羰基铁芯的研究和发展方向是提高饱和磁感应强度和降低损耗，其中，如何在降低损耗的同时提高磁粉芯磁的性能一直是提升产品综合质量的重要指标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合羰基铁芯材料的制备方法，旨在解决绝缘包覆时羰基铁粉芯饱和磁学性能下降的问题。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一种复合羰基铁芯材料的制备方法，步骤如下：
[0008]步骤S1、对微米级羰基铁粉进行绝缘包覆，得第一复合粉末；
[0009]步骤S2、对所述第一复合粉末进行过筛处理后，加入纳米级羰基铁粉进行球磨处理，得第二复合粉末；
[0010]步骤S3、将所述第二复合粉末进行压制成型，得复合羰基铁块体；
[0011]步骤S4、对所述复合羰基铁块进行去应力退火处理，得到复合羰基铁芯材料。
[0012]步骤S1中，所述微米级羰基铁粉的粒度为100～500目。
[0013]步骤S1中，利用有机硅树脂对微米级羰基铁粉进行绝缘包覆。可选地，将有机硅树脂充分溶解于丙酮中，然后加入微米级羰基铁粉进行充分搅拌，经烘干处理后，得第一复合粉末；所述的有机硅树脂可以是聚甲基硅树脂、聚芳基有机硅树脂、聚烷基芳基有机硅树脂等。
[0014]步骤S2中，对所述第一复合粉末进行过筛处理至粒度为80～200目。经实验确定，过筛粉末不能太细，若超过200目，粉体流动性会变差，对后续压制成型过程产生影响，造成压制不均匀或脱模困难。若低于80目，粉体的磁学性能会过差。在微米级别，羰基铁粉的磁学性能会随尺寸的增大会呈下降趋势。
[0015]步骤S2中，所述纳米级羰基铁粉的粒度为10
‑
50nm。
[0016]步骤S2中，有机硅树脂与羰基铁粉的质量比为(1
‑
3.5)：100。
[0017]步骤S2中，所用球磨设备为行星式球磨机，球磨转速为200
‑
400r/min，时间为2
‑
5h。
[0018]步骤S3中，所述压制成型条件为：压强为500～800MPa，成型温度为200～300℃。经实验确定，由于粉体属于流体，在压制过程中，若压力太小，则难以成型；若压力过大，可能会出现难以脱模或损坏样品等现象。同时，将温度限制在200～300℃之间可以使粉体在压制过程中产生的内应力释放一部分，保证样品的性能，及后续脱模样品的完整性，避免样品损坏。
[0019]步骤S4中，所述去应力退火处理条件为：温度为200～400℃，退火时间为1～2h。压制后按照上述去应力退火处理条件进行去应力退火，有利于充分释放样品中的残余应力，保证样品性能稳定。
[0020]本专利技术的有益效果：本专利技术通过向传统微米级羰基铁粉中添加纳米级羰基铁粉，即通过将第一复合粉末和纳米级羰基铁粉置于高能球磨机中进行球磨，使纳米级羰基铁粉嵌入到绝缘包覆层中，与微米羰基铁粉表面接触，可以显著增加磁性相之间的交互耦合作用，降低磁晶各向异性及磁致伸缩系数，降低矫顽力，从而达到提升饱和磁感应强度和磁导率的目的，在引入非磁性相的同时不恶化磁性。另外，本方法制备工艺简单，反应条件容易控制，可应用于工业化规模化生产。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例提供的一种复合羰基铁芯材料的磁场强度
‑
磁感应强度关系图；
[0022]图2是本专利技术实施例提供的另一种复合羰基铁芯材料的磁场强度
‑
磁感应强度关系图；
[0023]图3是本专利技术实施例2提供的一种复合羰基铁芯材料的形貌表征图；
[0024]图4是本专利技术实施例3提供的另一种复合羰基铁芯材料的形貌表征图；
[0025]图5是本专利技术实施例2提供的复合羰基铁芯材料的X射线衍射图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。
[0027]实施例1
[0028]1)选取500目的微米级羰基铁粉末5.6g，然后将0.056g甲基苯基硅树脂与2mL丙酮充分混合溶解，将上述混合后溶液加入微米级羰基铁粉中，充分搅拌，然后进行烘干；
[0029]2)将上述干燥粉末过200目筛，取筛后粉末，过80目筛，取未过筛粉末，所得粉末粒度为80～200目；
[0030]3)选取0.1g粒径为50nm的羰基铁粉与上述粉末混合球磨，球磨转速设置为为200r/min，时间为5h，球料比为1：10，球磨介质为2ml无水乙醇；
[0031]4)将上述混合粉末装入模具，在温度为200℃压强为500MPa的条件下热压成型，并保持5min，得到纳米添加复合羰基铁块体；
[0032]5)将上述纳米添加复合羰基铁块体置于管式炉中退火，退火温度200℃，时间1小时，得到纳米微米复合羰基铁芯材料。
[0033]实施例2
[0034]1)选取100目的微米级羰基铁粉末5.6g，然后将0.1g甲基苯基硅树脂与2mL丙酮充分混合溶解，将上述混合后溶液加入微米级羰基铁粉中，充分搅拌，然后进行烘干；
[0035]2)将上述干燥粉末过200目筛，取筛后粉末，过80目筛，取未过筛粉末，所得粉末粒度为80～200目；
[0036]3)选取0.5g粒径为30nm的羰基铁粉与上述粉末混合球磨，球磨转速设置为为300r/min，时间为3h，球料比为1：10，球磨介质为2ml无水乙醇；
[0037]4)将上述混合粉末装入模具，在温度为250℃压强为600MPa的条件下热压成型，并保持10min，得到纳米添加复合羰基铁块体；
[0038]5)将上述纳米添加复合羰基铁块体置于管式炉中退火，退火温度300℃，时间1.5小时，得到纳米微米复合羰基铁芯材料。
[0039]实施例3
[0040]1)选取300目的微米级羰基铁粉末5.6g，然后将0.196g甲基苯基硅树脂与2mL丙酮充分混合溶解，将上述混合后溶液加入微米级羰基铁粉中，充分搅拌，然后进行烘干；
[0041]2)将上述干燥粉末过200目筛，取筛后粉末，过80目筛，取未过筛粉末，所得粉末粒度为80～2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合羰基铁芯材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：步骤S1、对微米级羰基铁粉进行绝缘包覆，得第一复合粉末；步骤S2、对所述第一复合粉末进行过筛处理后，加入纳米级羰基铁粉进行球磨处理，得第二复合粉末；步骤S3、将所述第二复合粉末进行压制成型，得复合羰基铁块体；步骤S4、对所述复合羰基铁块进行去应力退火处理，得到复合羰基铁芯材料；其中，步骤S1中，利用有机硅树脂对微米级羰基铁粉进行绝缘包覆；经过步骤S2的混合后，有机硅树脂与羰基铁粉的质量比为(1
‑
3.5)：100。2.根据权利要求1所述的一种复合羰基铁芯材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述微米级羰基铁粉的粒度为100～500目；步骤S2中，对所述第一复合粉末进行过筛处理至粒度为80～200目；步骤S2中，所述纳米级羰基铁粉的粒度为10
‑
50nm。3.根据权利要求1或2所述的一种复合羰基铁芯材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，包覆过程如下：将有机硅树脂充分溶解于丙酮中，然后加入微米级羰基铁粉进行充分搅拌，经烘干处理后，得第一复合粉末；所述的有机硅树脂是聚甲基硅树脂、聚芳基有机硅树脂或聚烷基芳基有机硅树脂。4.根据权利要求1或2所述的一种复合羰基铁芯材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所用球磨设备为行星...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昊，初其源，吴爱民，刘懿莹，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：