一种复合软磁体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合软磁体及其制备方法和应用。所述复合软磁体包括层叠设置的至少两层软磁体层，所述复合软磁体中相邻两层的软磁体层的磁导率不同；所述软磁体层中包括软磁粉末和无机玻璃粘结剂，所述无机玻璃粘结剂包覆于所述软磁粉末表面。本发明专利技术提供的复合软磁体中，每层软磁体层中均加入了无机玻璃粘结剂，其包覆软磁粉末，形成绝缘层，降低了软磁体的涡流损耗，且层与层之间可以通过无机玻璃粘结剂相互粘结，无需过渡层的加入，避免了漏磁现象的产生，并具备高热导率，且不同的软磁体层的热导率可依据实际需求进行调控，应用范围更为广泛。更为广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种复合软磁体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于磁性材料
，涉及一种复合软磁体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]软磁复合材料(Soft Magnetic Composites,SMCs)，又称为金属磁粉芯材料，是通过绝缘介质对铁磁性粉末颗粒进行表面包覆而制备出的新型复合材料，该类材料大大拓宽了传统金属软磁材料的有效使用频率。通过绝缘包覆在软磁粉末表面形成高电阻，来提高软磁复合材料的体电阻率，从而提高材料在高频下的磁导率、降低涡流损耗以及提高直流偏置性能，以达到金属软磁复合材料在高频下服役的要求。工业上应用的有铁粉芯、铁硅粉芯、铁硅铝粉芯及坡莫合金粉芯等。近年来，风力发电、光伏发电、新能源汽车行业、5G通讯等行业的发展对高性能软磁复合材料的需求正快速增长。
[0003]软磁复合材料的关键制备技术是粉末的绝缘包覆处理，该项技术是材料获得高磁导率、低损耗的关键，是决定材料使用频率的重要因素。目前主要的绝缘包覆包括有机包覆和无机包覆。有机包覆剂包括环氧树脂、硅树脂、丙烯酸、酚醛树脂、聚酯、环氧树脂
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聚酯等，ZN1516204A和CN1224899A均采用有机包覆。但是，有机绝缘树脂由于不耐高温，只能在较低温度下进行热处理，很难消除压制过程中产生的残余应力，不利于磁性能的提高。目前无机绝缘包覆剂研究较多的是包覆SiO2、ZrO2、MgO、Al2O3和TiO2等无机物。CN100500783C公开了SiO2、Al2O3、云母粉等纳米颗粒复合绝缘包覆层，具有良好的耐热性，但是磁粉与绝缘剂难以均匀混合，并且以上无机氧化物与磁性颗粒之间热膨胀系数不匹配，高温下会导致包覆层开裂脱落，导致电阻率降低，增大损耗。无论是采用单一氧化物还是多种氧化物，得到的为单一氧化物均质结构或多种氧化物的非均质结构，都存在热膨胀是与磁性层不匹配的缺陷。多层软磁体层层叠搭配，形成梯度磁导率，一定程度上可以解决上述问题，而软磁体层与层之间很容易出现一些新的问题，如层与层之间粘结性较差，如果加入过渡层，又会影响磁导率的发挥。
[0004]CN114758853A公开了一种梯度性能磁体及其制备方法。本专利技术的梯度性能磁体包括两层以上具有不同矫顽力的磁性材料层，在相邻的两个所述磁性材料层之间，具有连接所述磁性材料层的Zn基合金。该文献中提供的软磁体中含有非磁性Zn基合金材料过渡层，浪费空间，会有漏磁现象。
[0005]因此，如何实现梯度磁导率软磁体的热膨胀与磁性层相匹配，并且可以实现依据不同需要灵活调控梯度规律而不会产生漏磁等现象，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种复合软磁体及其制备方法和应用。本专利技术提供的复合软磁体中，每层软磁体层中均加入了无机玻璃粘结剂，其包覆软磁粉末，形成绝缘层，降低了软磁体的涡流损耗，且层与层之间可以通过无机玻璃粘结剂相互粘结，无需过渡层的加入，避免了漏磁现象的产生，并具备高热导率，且不同的软磁体层的热导率可依据实际需求
进行调控，应用范围更为广泛。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种复合软磁体，所述复合软磁体包括层叠设置的至少两层软磁体层，所述复合软磁体中相邻两层的软磁体层的磁导率不同；所述软磁体层中包括软磁粉末和无机玻璃粘结剂，所述无机玻璃粘结剂包覆于所述软磁粉末表面。
[0009]本专利技术中的无机玻璃粘结剂，为熔融后再次固化的形态，熔融态的无机玻璃粘结剂包裹住软磁粉末，然后固化，最终呈现为无机玻璃粘结剂包覆软磁粉末的状态。
[0010]本专利技术提供的复合软磁体，在软磁体层中加入了无机玻璃粘结剂，通过玻璃粉体包裹磁粉，形成了绝缘层，降低了软磁体的涡流损耗，使其适合高频的应用场景；软磁体层与层之间由玻璃提供粘接，没有过渡层，粘接力强，且不易脱落，同时耐老化性能更好，热导率更高，且不会造成漏磁；且本专利技术可不对软磁体中的每层软磁体层进行磁导率的特殊调控，可依据实际需要，自由调控不同层的磁导率，从而可以时软磁体应用更为广泛。
[0011]本专利技术中，如果在软磁体层中加入其他绝缘物质，如有机硅树脂，则不耐高温，导致软磁体热导率低，而如果使用金属粘结剂，则会出现无磁性，导致不能绝缘的现象产生。
[0012]优选地，所述软磁粉末包括Fe
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Si软磁粉末、Fe
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Si
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Al软磁粉末、Fe
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Si
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Cr软磁粉末、Fe
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Ni软磁粉末或铁氧体软磁粉末中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]优选地，所述无机玻璃粘结剂包括钙硼硅玻璃。
[0014]优选地，以质量份数计，所述无机玻璃粘结剂中的原料包括：
[0015]氧化硼
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5～15份
[0016]氧化硅
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4～60份
[0017]氧化钙
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30～40份。
[0018]例如，所述氧化硼的质量份数可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等，所述氧化钙的质量份数可以为4份、5份、8份、10份、13份、15份、18份、20份、23份、25份、28份、30份、33份、35份、38份、40份、43份、45份、48份、50份、53份、55份、58份或60份等，所述氧化钙的质量份数可以为30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等。
[0019]优选地，所述无机玻璃粘结剂还包括添加剂。
[0020]本专利技术中，添加剂调整玻璃熔体的粘度，方便控制雾化时玻璃粉的粒径。
[0021]优选地，所述添加剂包括氧化钛、氧化铝或氧化锆中的任意一种或至少两种的组合。
[0022]优选地，以质量份数计，所述无机玻璃粘结剂中的原料包括：
[0023][0024]例如，所述氧化硼的质量份数可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等，所述氧化钙的质量份数可以为4份、5份、8份、10份、13份、15份、18份、20份、23份、25份、28份、30份、33份、35份、38份、40份、43份、45份、48份、50份、53份、55份、58份或60份等，所述氧化钙的质量份数可以为30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等，所述氧化钛的质量份数可以为0份、1份、2份、3份、4份或5份等，所述氧化铝的质量份数可以为0份、1份、2份、3份、4份或5份等，所述氧化锆的质量份数可以为0份、1份、2份、3份、4份或5份等。
[0025]优选地，所述无机玻璃粘结剂的制备方法包括：
[0026]将氧化硅、氧化硼和氧化钙混合，熔融、水淬、破碎以及球磨后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合软磁体，其特征在于，所述复合软磁体包括层叠设置的至少两层软磁体层，所述复合软磁体中相邻两层的软磁体层的磁导率不同；所述软磁体层中包括软磁粉末和无机玻璃粘结剂，所述无机玻璃粘结剂包覆于所述软磁粉末表面。2.根据权利要求1所述的复合软磁体，其特征在于，所述软磁粉末包括Fe
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Si软磁粉末、Fe
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Si
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Al软磁粉末、Fe
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Si
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Cr软磁粉末、Fe
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Ni软磁粉末或铁氧体软磁粉末中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述无机玻璃粘结剂包括钙硼硅玻璃。3.根据权利要求1或2所述的复合软磁体，其特征在于，以质量份数计，所述无机玻璃粘结剂中的原料包括：氧化硼
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5～15份氧化硅
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4～60份氧化钙
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30～40份。4.根据权利要求1
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3任一项所述的复合软磁体，其特征在于，所述无机玻璃粘结剂还包括添加剂；优选地，所述添加剂包括氧化钛、氧化铝或氧化锆中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以质量份数计，所述无机玻璃粘结剂中的原料包括：优选地，以质量份数计，所述无机玻璃粘结剂中的原料包括：5.根据权利要求4所述的复合软磁体，其特征在于，所述无机玻璃粘结剂的制备方法包括：将氧化硅、氧化硼和氧化钙混合，熔融、水淬、破碎以及球磨后，得到所述无机玻璃粘结剂；优选地，所述混合的原料还包括添加剂。6.一种如权利要求1
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5任一项所述的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云帆，刘良，陈伟锦，
申请(专利权)人：惠州铂科实业有限公司惠州铂科磁材有限公司成都市铂科新材料技术有限责任公司河源市铂科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：