本发明专利技术涉及一种软磁材料和一种用于制备由所述软磁材料组成的制品的方法，所述软磁材料包括具有１～１００μｍ范围内粒径的软磁材料颗粒组成的微米组分和由具有１００～２００ｎｍ范围内粒径的软磁材料颗粒组成的纳米组分，其中纳米组分基于微米组分和纳米组分的总量的比例为５～７０ｗｔ％。微米组分颗粒和纳米组分颗粒可由相同材料或不同材料组成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于制备例如防电磁波的屏蔽材料、电子和电气设备的 壳等制品以及用于诸如电感线圈和变压器等电子装置的软磁材料。
技术介绍
屏蔽电磁场的材料在工业中正变得日益重要。例如当在高频电子元件中 使用时，电》兹波会对邻近元件产生干扰。而且，对减少电^兹辐射有一种普遍需求。近年来，已发现特别是复合材料可用于上述目的。这种复合材料通常包 括在聚合物基质中的磁活性材料，通常为铁氧体。因而，例如，德国专利申请DE 10222459 Al公开了这种复合材料，其包括在聚合物基质中的改性铁 氧体粉、导电的非金属颗粒和磁性粘结剂。用于以上目的的优选铁氧体为锰 -锌铁氧体。类似材料现已可商购并已市场化，例如EPCOS AG的名为C350或C351 ("铁氧体和附加物，，，EPCOS AG; 09/2006版)，Vogt(产品目录"电 感元件和对莫块"；Vogt电子器件有限公司；2005版)以及Kerafol有限公 司(安全资料表"Keratherm Typ 86/xx" ; 6 2000)。但是，这些已知的材料具有一系列缺点。 一个重要方面是由于聚合物比 例非常高，这些已知材料的密度通常低于2.5g/cm3。因此需要可观的体积才 能有效屏蔽。另一个缺点是这些已知材料必须经过注塑加工并通常具有非常低的机 械强度。因此，其抗张强度通常低于2.5N/mm2。这种类型的已知复合材料中的聚合物基质主要使用乙烯-乙烯基共聚物或聚酰胺。这将其使用温度限制为大大低于20(TC的范围，这种使用温度范围导致这些材料不能用于所有目的。关于磁性，这些材料也不完全令人满意。尽管靠这些材料可能实现7~ 20的初始磁导率值但不可能得到小于该范围的值，也不能实现预先设 定目标值。关于可实现的饱和磁化强度或矫顽力Hc，这些材料也不令人满意。一种进一步的复合材料和用于该复合材料的制造方法公开于专利申请 EP 1564767 A2中。该专利申请提议筛分^F兹性粉末材料以得到两个部分。保 留在筛网上的一部分随后用绝缘粘结的介质材料涂覆。穿过筛网的细颗粒部 分随后再与涂覆了的磁性粉末混合，且将该混合物在低于其玻璃化转变温度 的温度下压制。将压制制品与热塑性树脂一起加热并六A烤。磁导率iii达到约 350的值。这种情况从0.1mm~ 0.125mm范围内的粒径开始。最后，欧洲专利申请EP1 669 408公开了一种复合材料和用于这种材料 的加工或制造方法。该专利说明了通过喷雾干燥对于水、聚合物和磁性粉末， 例如锰-锌铁氧体的适宜的混合物加工是可能的。在其实施例中给出的磁性 颗粒与聚合物的混合比例导致低于3g/cr^的密度。所用铁氧体具有1.6~ 8.5pm范围内的粒径。在该专利申请中，将具有不饱和乙蹄基单元的树脂用 作聚合物材料。这导致喷雾干燥后得到硬而相对易碎的颗粒。然后这些颗粒 可进一步以未加工形式作为粉末使用，溶解为颜料或通过铸造技术使用。但 是，由于颗粒的易碎性使其不能使用干压的方法。此外，EP 1 790 460 Al公开了用于电学元件的绝缘涂料，其包括热固 性聚合物和纳米范围的填充材料。DE 10 790 460 Al公开了磁流变学弹性体，该弹性体的机械性能随所施 加的磁场变化，其包括具有双峰粒度分布的可磁化颗粒。US 2007/0102663 Al公开了具有多峰磁性组分的磁性浆料。US 2002/0190236 Al公开了通过喷雾干燥制造、并且除磁性成分以外还 包含聚合物成分的磁性粒状材料。将该粒状材料在130(TC下烧结，使得聚合物完全蒸发。EP 1 818 954 Al中公开了一种简单的工艺。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种新材料，该材料在其机械性能和磁性方面 都有改善并能轻易可靠地加工。本专利技术的另 一 个目的是提供一种由软磁复合材料组成的制品的制造方 法，这种方法易于控制且廉价，并得到具有改善的磁性和机械性能的制品。这些目的通过根据权利要求1所述的材料和根据权利要求11或16所述 的方法来实现。从属权利要求涉及本专利技术进一步的有益方面。此外，本专利技术提供一种具有2.9g/cn^或更大密度的软磁材料，其密度优 选大于3.1g/cm3,特别优选大于4 g/cm3。本专利技术还提供一种具有大于3N/mm2的抗张强度的软磁材料，其抗张强 度优选大于9N/mm2,特别优选14N/mm2。最后，本专利技术还提供一种软磁材料，其具有的初始磁导率A为5~200, 饱和磁化强度为100mT或更大，相对功耗因子tan5/fXj值小于3000xl(T6,优 选小于1700xl(T6，更优选小于400x1 (T6。根据第一方面，上述软磁材料包括由具有1 ~ 350pm范围粒径的软磁材 料颗粒组成的孩i米组分和由具有10~ 200nm范围粒径的软-磁材料颗粒组成 的纳米组分，其中，基于微米组分和纳米组分的总量，纳米组分的比例为5~ 70wt%。软磁材料优选为铁氧体，特别是锰-锌铁氧体，且微米组分颗粒和纳米 组分颗粒可选地由相同材料组成。软磁材料优选为具有通式MnaZnbFe2+c04+d的锰-锌铁氧体，其中系数a、 b、 c和d在以下范围内0.05<a<0.8;0.05 <b< 0.6;0.02 < c < 0.9;-0.05 <d<0.05， 其中a+b+c=l。基于微米组分和纳米组分的总量，纳米组分的比例优选为至少10wt%， 更优选至少30wt。/。，且还小于50wt。/。，更优选小于40wt0/0。在将上述软磁材料进行喷雾干燥步骤、干压步骤和热处理步骤或部分熔 化步骤之后，优选上述软磁材料具有2.9g/cmS或更大的密度，优选大于3.1 g/cm3，且特别优选4g/cm3或更大。在将上述软磁材料进行喷雾干燥步骤、干压步骤和热处理步骤或部分熔 化步骤之后，优选该软磁材料具有大于3N/mm2的抗张强度，优选大于9 N/mm2,特别优选大于14 N/mm2 。在将上述复合材料进行喷雾干燥步骤、干压步骤和热处理步骤或部分熔 化步骤之后，优选该软磁材料具有5 ~ 200的初始磁导率^， 100mT或更大 的饱和磁化强度，且tan 5/^值优选小于3000x10-6，更优选小于1700xl(T6， 进一步更优选小于400xl(T6。优选上述软磁材料包括聚合物粘结剂，特别是聚四氟乙蹄(PTFE)或 者聚醚醚酮(PEEK)。基于微米组分和纳米组分的总量，粘结剂的比例优选在5 20wt。/。的范 围内，更优选为8 ~ 12wt%。本专利技术用于制备由软磁复合材料组成的制品的方法包括提供包括粒状 软磁材料、粒状聚合物粘结剂、喷雾助剂和泥料(slip)介质的泥料；喷雾 干燥上述泥料；将通过喷雾干燥得到的颗粒与压制助剂一起干压；将压制制 品加热至聚合物粘结剂的熔点以上的温度。附图说明以下将借助于优选实施例和附图说明本专利技术。 图1示意性表示现有技术的复合材料的截面； 图2表示根据本专利技术的软磁复合材料的相同的示图；图3表示加工和制造本专利技术的软磁复合材料的工艺流程图； 图4和5表示本专利技术软磁复合材料部分的电子显微照片； 图6表示混合物的电子显微照片；图7表示实施例4中不含粘结剂的材料的抛光磨片的电子显微照片。 具体实施例方式图1表本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种软磁材料，包括： 由具有１～３５０μｍ范围内粒径的软磁材料颗粒组成的微米组分， 由具有１０～２００ｎｍ范围内粒径的软磁材料颗粒组成的纳米组分， 其中基于微米组分和纳米组分的总量纳米组分的比例为５～７０ｗｔ％； 其 中，所述材料通过喷雾干燥来制备。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西尔维奥加布伦茨，马科克劳切克，
申请(专利权)人：垂德维夫瑞股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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