一种磁粉制造技术

一种磁粉

【技术实现步骤摘要】
一种磁粉、绝缘包覆磁粉、软磁粉芯及其制备方法


[0001]本专利技术属于软磁材料
，具体涉及一种磁粉、绝缘包覆磁粉、软磁粉芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]软磁粉芯是将软磁粉末与绝缘介质复合而成的一种材料，可作为电感、滤波器、扼流圈和电抗器磁芯，广泛应用于通讯、计算机、开关电源和电力设备等领域。
[0003]软磁粉芯主要包括铁粉芯、坡莫合金铁芯、钼坡莫合金粉芯、铁硅铝粉芯、铁硅粉芯、非晶纳米晶粉芯和复合粉芯等。其中，铁硅铝软磁粉芯由Fe、Si、Al粉末混合压制而成，其经典成分Fe
‑
85％、Si
‑
9.6％、Al
‑
5.4％磁粉芯具有噪声低(磁致伸缩接近于零)、矫顽力低、性价比高等优点，但存在高频损耗高、饱和磁通密度偏低的问题，无法满足新型电力电子设备和器件对磁性元件高频化、小型化、低功耗和大功率的要求。
[0004]在现有技术中，有研究人员在铁铝基软磁材料成分中添加了稀土元素Pr、Dy，虽然掺杂Pr、Dy可以略微提升材料抗磁饱和性能，但Pr、Dy与Fe元素易形成金属间化合REFe2(RE＝Pr，Dy)，该金属间化合物具有比Fe大得多的磁致伸缩系数λ，使得软磁粉芯的磁晶各向异性大幅提升，增加了材料磁化的难度，不利于提升磁导率，且Pr、Dy属于中低丰度稀土元素，价格昂贵，成本高。有研究人员公开了添加少量稀土元素铈或镧的软磁铁硅铝合金磁粉芯制作方法，其合金磁粉芯成分中添加了少量稀土元素铈或镧，但其对软磁粉芯磁导率的提升和损耗的降低效果均有限。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的软磁粉芯磁导率低、高频损耗高、饱和磁通密度偏低的缺陷，从而提供一种磁粉、绝缘包覆磁粉、软磁粉芯及其制备方法。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种磁粉，以质量百分数计，包括Si 4％～12％、Al 2.5％～10％、Y 0.5％～4.5％、Ti 0.1％～0.2％，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0008]进一步的，所述磁粉为
‑
150～+325目占95wt％～75wt％，
‑
325目占5wt％～25wt％的混合磁粉。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种磁粉的制备方法，包括：
[0010]步骤1、根据配比制备合金铸锭；
[0011]步骤2、将所述合金铸锭进行破碎，雾化法制备磁粉。
[0012]进一步的，所述雾化法的物化压力为2.0～3.5Mpa；
[0013]和/或，雾化法制备磁粉后对其进行筛分，制备混合磁粉。
[0014]第三方面，本专利技术提供了一种绝缘包覆磁粉，包括上述磁粉和由内至外依次包裹在所述磁粉表面的第一绝缘层和第二绝缘层。
[0015]进一步的，满足以下条件中的至少一项：
[0016](1)所述第一绝缘层为氧化硅；
[0017](2)所述第二绝缘层为氧化铝。
[0018]第四方面，本专利技术提供了一种绝缘包覆磁粉的制备方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1
’
、采用所述磁粉制备磁粉悬浮液；
[0020]步骤2
’
、制备单层绝缘包覆磁粉悬浮液；
[0021]步骤3
’
、制备双层绝缘包覆磁粉悬浮液。
[0022]进一步的，所述步骤1
’
包括：将磁粉、表面处理剂和溶剂混合搅拌，得到磁粉悬浮液；
[0023]进一步的，所述步骤2
’
包括：向所述磁粉悬浮液中添加硅源、油酸和酸化剂，搅拌，同时加热反应，制得单层绝缘包覆磁粉悬浮液；
[0024]进一步的，所述步骤3
’
包括：向单层绝缘包覆磁粉悬浮液中添加铝源和碱液，加热反应，制得双层绝缘包覆磁粉悬浮液；
[0025]进一步的，还包括步骤4
’
、固液分离。
[0026]进一步的，所述步骤1
’
中，表面处理剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇的聚合度为200～600；
[0027]进一步的，所述步骤1
’
中，所述溶剂包括醇和水，所述醇和水的质量比为(150～450)：(80～150)；
[0028]进一步的，所述步骤1
’
中，磁粉、表面处理剂和溶剂的质量比为100：(2～20)：(230～600)；
[0029]进一步的，所述步骤2
’
中，所述硅源包括硅酸钠溶液；所述硅酸钠溶液的浓度为2～3mol/L；
[0030]进一步的，所述步骤2
’
中，所述酸化剂为盐酸、硝酸、硫酸或乙酸乙酯中的一种或多种；
[0031]进一步的，所述步骤2
’
中，磁粉悬浮液与硅源+油酸总量的质量比为100：(5～10)；
[0032]进一步的，所述步骤2
’
中，所述油酸与硅源的质量比为(5～10)：100；
[0033]进一步的，所述步骤2
’
中，所述酸化剂将磁粉悬浮液、硅源和油酸的混合溶液的pH控制在7～8；加入酸化剂降低碱度可以诱发硅酸根聚合，将pH控制在7～8，避免酸度高聚合速度快，容易产生团聚的问题。
[0034]进一步的，所述步骤2
’
中，所述加热温度为50～90℃；
[0035]进一步的，所述步骤2
’
中，所述反应时间为6～12h；
[0036]进一步的，所述步骤3
’
中，所述铝源为硫酸铝；
[0037]进一步的，所述步骤3
’
中，所述碱液为氢氧化钠溶液或氨水；(13)所述步骤3
’
中，所述单层绝缘包覆磁粉悬浮液与铝源的质量比为100：(4～10)；
[0038]进一步的，所述步骤3
’
中，所述碱液将单层绝缘包覆磁粉悬浮液和铝源的混合溶液pH控制在8～9；
[0039]进一步的，所述步骤3
’
中，所述加热温度为50～80℃；
[0040]进一步的，所述步骤3
’
中，所述反应时间为6～12h；
[0041]进一步的，所述步骤4
’
中，固液分离后，对固体进行清洗、干燥，得到所述绝缘包覆
磁粉。
[0042]第五方面，本专利技术提供了一种软磁粉芯，原料包括上述绝缘包覆磁粉或上述方法制得的绝缘包覆磁粉。
[0043]进一步的，软磁粉芯的原料还包括粘结剂和脱模剂；
[0044]优选地，所述绝缘包覆磁粉、粘结剂、脱模剂的质量比为(500～1000)：(2.5～5)：(0.5～1)。
[0045]第六方面，本专利技术提供了一种软磁粉芯的制备方法，包括将绝缘包覆磁粉与粘结剂、脱模剂混合，压制成型，退火热处理，制得所述软磁粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁粉，其特征在于，以质量百分数计，包括Si 4％～12％、Al 2.5％～10％、Y 0.5％～4.5％、Ti 0.1％～0.2％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的磁粉，其特征在于，所述磁粉为
‑
150～+325目占95wt％～75wt％，
‑
325目占5wt％～25wt％的混合磁粉。3.一种权利要求1或2所述磁粉的制备方法，其特征在于，包括：步骤1、根据配比制备合金铸锭；步骤2、将所述合金铸锭进行破碎，雾化法制备磁粉。4.根据权利要求3所述的磁粉的制备方法，其特征在于，所述雾化法的物化压力为2.0～3.5Mpa；和/或，雾化法制备磁粉后对其进行筛分，制备混合磁粉。5.一种绝缘包覆磁粉，其特征在于，包括权利要求1所述的磁粉和由内至外依次包裹在所述磁粉表面的第一绝缘层和第二绝缘层。6.根据权利要求5所述的绝缘包覆磁粉，其特征在于，所述第一绝缘层为氧化硅；和/或所述第二绝缘层为氧化铝。7.一种权利要求5或6所述的绝缘包覆磁粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1
’
、采用所述磁粉制备磁粉悬浮液；步骤2
’
、制备单层绝缘包覆磁粉悬浮液；步骤3
’
、制备双层绝缘包覆磁粉悬浮液。8.根据权利要求7所述的绝缘包覆磁粉的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一项：(1)所述步骤1
’
包括：将磁粉、表面处理剂和溶剂混合搅拌，得到磁粉悬浮液；(2)所述步骤2
’
包括：向所述磁粉悬浮液中添加硅源、油酸和酸化剂，搅拌，同时加热反应，制得单层绝缘包覆磁粉悬浮液；(3)所述步骤3
’
包括：向单层绝缘包覆磁粉悬浮液中添加铝源和碱液，加热反应，制得双层绝缘包覆磁粉悬浮液；(4)还包括步骤4
’
、固液分离。9.根据权利要求8所述的绝缘包覆磁粉的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一项：(1)所述步骤1
’
中，表面处理剂为聚乙二醇，所述聚乙二醇的聚合度为200～600；(2)所述步骤1
’
中，所述溶剂包括醇和水，所述醇和水的质量比为(150～450)：(80～150)；(3)所述步骤1
’
中，磁粉、表面处理剂和溶剂的质量比为100：(2～20)：(230～600)；(4)所述步骤2
’
中，所述硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洁，杨富尧，韩钰，吴鹏，刘洋，孙浩，王聪，苏海林，邹中秋，祝志祥，马光，程灵，何承绪，陈新，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司安徽瑞德磁电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：