低压成型高磁导率低损耗的制造技术

本发明专利技术公开低压成型高磁导率低损耗的

【技术实现步骤摘要】
低压成型高磁导率低损耗的SMC材料及其制备和应用


[0001]本专利技术属于软磁复合材料领域，具体涉及低压成型高磁导率低损耗的
SMC
材料及其制备和应用
。

技术介绍

[0002]随着电子信息技术和通讯行业的快速发展，市场对电子元器件需求量和性能要求不断提高，电子元器件越来越趋向于高频化
、
集成化
、
微型化
。
作为三大无源电子元器件之一的电感，早期的产品形态主要以缠绕粗线圈的
EI
形
、U
形和圆环形磁芯为主要结构
。
新型一体成型电感以其小型化
、
低噪音
、
集成化特点迅速占据电子市场份额
。
作为电感核心组成部分的软磁材料，需找到一种高频低功率损耗
、
磁导率稳定和饱和磁感应强度高的
SMC
材料
(
软磁复合材料
)。
[0003]在一体化成型电感的原料选择方面，要求粉末材料具有优异的直流叠加特性
、
高饱和磁化强度
、
绝缘耐压性能强
、
温度稳定性高等特性，同时要求产品具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，此外，也要考虑到生产成本和大规模生产的便捷性
。
目前关于一体化电感铁粉芯开展的工作大多都是将铁硅系软磁粉末在较高成型压力
(
一般在
500
～
1000MPa)r/>和热处理温度下完成的，线圈在较高压力下容易变形，且随着工作频率的进一步提高，铁芯内部的涡流损耗加剧，这大大限制了其在高频下的应用
。
[0004]羰基铁粉具有优异的直流叠加特性
、
高饱和磁化强度
、
纯度高
、
粒度细
、
球形度高等优点
。
纳米二氧化硅作为高电阻率的陶瓷材料，常温下绝缘电阻率高，因此，被用于在磁粉表面制备
SiO2包覆层，既可以提高磁粉芯电阻率，又可以有效减少磁性能的损失
。
然而，这种工艺方法一方面增加了包覆的难度和成本，另一方面包覆层也容易在较高的成型压力下剥落，从而使产品稳定性变差
。
[0005]为了改善以上缺陷，本专利技术以环氧树脂粘结剂体系作为粘结层和绝缘层，并将纳米二氧化硅以环氧树脂粘结剂为载体，分散于铁硅铬和羰基铁粉之间，在低的成型压力下，来获得高密度高磁导率低损耗
SMC
电感材料
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一个目的是针对现有技术的不足，提供一种低压成型高磁导率低损耗的
SMC
材料的制备方法，利用超声机和破碎机实现软磁粉末
、
纳米二氧化硅
、
环氧粘结剂的均匀分布，工艺简单化的同时有效地提高了磁粉的填充率，不仅改善软磁粉末的结合情况，还降低了损耗
、
提高了密度和磁导率
。
[0007]本专利技术方法包括以下步骤：
[0008]步骤
(1)、
在无水乙醇加入纳米二氧化硅和羰基铁粉，超声混合均匀，烘干得到羰基铁粉和纳米二氧化硅均匀分散的复合粉体；所述纳米二氧化硅与羰基铁粉的质量比为
(0.002
～
0.015)
：
1。
[0009]作为优选，超声分散时间为
0.5
～
2h
，烘干温度为
55
～
70℃
；
[0010]步骤
(2)、
将步骤
(1)
所得复合粉体与环氧树脂粘结剂混合，进行预混炼，得到含环氧树脂粘结剂的羰基铁粉
‑
纳米二氧化硅均匀分散的复合体系；所述复合粉体与环氧树脂粘结剂的质量比为
(4.65
～
5.78)
：
1。
[0011]作为优选，预混炼温度为
105
～
115℃
，混炼时间为2～
5min。
[0012]步骤
(3)、
将铁硅铬粉末加入步骤
(2)
所得复合体系进行混炼，得到所述低压成型高密度高磁导率低损耗的
SMC
材料
。
[0013]作为优选，混炼温度为
115
～
125℃
，混炼时间为1～
3min。
[0014]本专利技术的第二个目的是提供上述方法制备得到的低压成型高磁导率低损耗的
SMC
材料；所述
SMC
材料中各组分包括以下重量份数：
[0015][0016]所述软磁粉末为
300
目铁硅铬，羰基铁粉颗粒尺寸为
2500
目，纳米二氧化硅中位径为
50nm。
[0017]本专利技术的第三个目的是提供上述低压成型高磁导率低损耗的
SMC
材料在制备电子元器件中的应用
。
[0018]本专利技术的第四个目的是提供一种电感，包括上述低压成型高磁导率低损耗的
SMC
材料
。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术采用无水乙醇作为分散介质将羰基铁粉和纳米二氧化硅粉体进行超声分散，制备
SMC
材料，来改善铁硅铬
/
羰基铁粉与环氧树脂的相容性，并提高电感材料的柔顺性和耐冲击性，提高了
SMC
材料的磁性能
。
在本专利技术方法中，添加纳米二氧化硅采用直接混炼分散的方式，不再将其包覆在磁性粉末表面，这大大简化了制造工艺流程和成本；采用高电阻率绝缘纳米二氧化硅，与环氧树脂组成无机
/
有机复合绝缘体系，分布在铁硅铬和羰基铁粉颗粒之间，减少了软磁粉末颗粒之间的接触，降低了涡流损耗
。
[0021]纳米二氧化硅由于具有较大的比表面积，当其与环氧树脂结合后，对尺寸较小的羰基铁粉有润滑分散作用，可以改善羰基铁粉的分布
。
尺寸较小的羰基铁粉和纳米二氧化硅均匀分散于尺寸较大的铁硅铬磁粉之间，与低压成型工艺配合，可以减少成型磁体的应力，从而降低磁滞损耗，使得总损耗下降
。
[0022]由于磁性粉末分散均匀性变好，使得在低的成型压力下能够获得高的成型密度和高的磁导率
。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此
。
[0024]实施例1[0025]在无水乙醇中加入
0.16g
纳米二氧化硅和
73.6g
羰基铁粉，在超声机中混合
0.5h
，置于干燥箱中
60℃
下干燥
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低压成型高磁导率低损耗的
SMC
材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤
(1)、
在无水乙醇加入纳米二氧化硅和羰基铁粉，超声混合均匀，烘干得到羰基铁粉和纳米二氧化硅均匀分散的复合粉体；所述纳米二氧化硅与羰基铁粉的质量比为
(0.002
～
0.015)
：1；步骤
(2)、
将步骤
(1)
所得复合粉体与环氧树脂粘结剂混合，进行预混炼，得到含环氧树脂粘结剂的羰基铁粉
‑
纳米二氧化硅均匀分散的复合体系；所述复合粉体与环氧树脂粘结剂的质量比为
(4.65
～
5.78)
：1；步骤
(3)、
将铁硅铬粉末加入步骤
(2)
所得复合体系进行混炼，得到所述低压成型高密度高磁导率低损耗的
SMC
材料
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中超声时间为
0.5
～
2h。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)

【专利技术属性】
技术研发人员：何金军，乔梁，郑精武，应耀，车声雷，李旺昌，余靓，李涓，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：