一种非晶制造技术

本发明专利技术涉及一种非晶

【技术实现步骤摘要】
一种非晶/纳米晶软磁复合粉末材料及其制备方法用途


[0001]本专利技术属于功能材料制备
，尤其是涉及一种非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料及其制备方法用途
。

技术介绍

[0002]进入二十一世纪以来，磁性材料在电子信息产业中发挥着越来越重要的作用，已经成为仅次于半导体的重要基础材料，是现代化科技与经济发展不可缺少的重要因素
。
软磁复合材料
(soft magnetic composites
，
SMCs)
或金属磁粉芯，是由软磁合金颗粒及绝缘包覆介质组成的多相异质结构块体材料，兼具软磁合金和铁氧体优点，被广泛用于电子信息
、
能源
、
汽车
、
智能制造
、
智能家居等领域，是国民经济和国防建设关键基础材料
。
铁硅铝磁粉芯作为一种高频性能好
、
成本低的软磁材料，其市场需求日益旺盛，如用作高频功率滤波器
、
不间断电源功率校正器
、
功率扼流圈
、
功率谐振电感器
、
移相补偿电感
、
脉冲变压器等
。
[0003]软磁复合材料在交流磁场中会产生一定的能量损失，这些能量损失统称为磁芯损耗
。
磁芯损耗一般包括磁滞损耗
、
涡流损耗及剩余损耗其中主要的损耗形式是涡流损耗
。
针对磁芯损耗的特点，通常采用在磁粉颗粒表面覆盖绝缘包覆层，来阻断颗粒间的直接接触，使材料的电阻率增大以降低涡流损耗
。
在包覆材料的选择上，通常使用耐高温的绝缘材料，包括金属和非金属氧化物
(
氧化铝
、
二氧化硅等
)
和有机绝缘材料
(
硅酮树脂等
)
，使其在高温热处理下保持稳定，从而对压制粉芯时的内应力进行释放，降低磁滞损耗
。
[0004]在进行有机包覆或有机
‑
无机复合包覆时，一般需要对磁粉进行表面改性处理，使磁粉和有机包覆剂之间建立连接的桥梁，以达到理想的包覆效果
。
国内外研究均表明，油酸表面活化后的粉末基体表面均匀包覆界面结合良好，氧化铝绝缘层对于软磁复合材料的电磁性能起到了良好的改善作用
。
[0005]中国专利
CN111590083A
公开了一种球形纳米晶合金粉末制备方法，包括如下步骤：
S1
：将原料熔化，得到合金熔液；
S2
：在真空或惰性气氛下，采用惰性雾化气体对合金熔液进行雾化处理，得到合金粉末中间体；
S3
：合金粉末中间体进入冷却区进行冷却，得到球形非晶合金粉末；
S4
：将球形非晶合金粉末退火，得到球形纳米晶合金粉末
。
通过如上制备方法制备得到超细
、
球形
、
低氧的纳米晶粉末
。
但是该专利方案中没有涉及到进行有机包覆或有机
‑
无机复合包覆的操作
。
[0006]中国专利
CN110257735B
公开了非晶纳米晶软磁材料及其制备方法和用途
、
非晶带材
、
非晶纳米晶带材及非晶纳米晶磁片
。
所述软磁材料包括非晶基体相，分布于所述非晶基体相中的纳米晶相，以及分布在所述非晶基体相和所述纳米晶相中的细晶粒子，所述非晶基体相包括
Fe、Si
和
B
，所述细晶粒子包括金属碳化物，所述软磁材料中包含
Fe、Si、B、P
和
Cu。
所述制备方法包括：
1)
将配方量的原料配好后，制备得到非晶合金；
2)
在保护性条件下，对非晶合金进行两阶段晶化，冷却后得到所述软磁材料，第二阶段的晶化温度高于第一阶段的晶化温度
。
该专利解决了现有技术中
Fe
‑
Si
‑
B
‑
P
‑
Cu
合金体系存在的矫顽力过高的问题
以及工艺难度较高的问题
。
但是该专利方案中同样没有涉及到进行有机包覆或有机
‑
无机复合包覆的操作
。

技术实现思路

[0007]为克服现有技术中软磁复合材料所存在的低涡流损耗
、
高磁导率
、
高磁通密度
、
低矫顽力
、
低磁致伸缩等的技术缺陷，本专利技术提供一种非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料及其制备方法用途
。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]本专利技术提供一种非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1
：将形成非晶合金粉末的原料熔化，得到熔融态合金；
[0011]S2
：在真空或保护性气氛下，采用惰性气体射流对所述熔融态合金进行雾化处理，得到合金粉末中间体；
[0012]S3
：对所述合金粉末中间体进行快速冷却，得到非晶合金粉末；
[0013]S4
：对非晶合金粉末进行热处理，使部分非晶纳米晶化；
[0014]S5
：对经过步骤
S4
处理的非晶合金粉末进行表面活化，再采用溶胶
‑
凝胶法进行复合绝缘包覆，得到表面有均匀涂层的非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料
。
[0015]在本专利技术的一个实施方式中，所述非晶合金粉末为
FeSiB
系非晶合金粉末
。
[0016]在本专利技术的一个实施方式中，所述非晶合金粉末的组分包括如下重量百分含量的成分：
Si
：1‑
14
％
、B
：7‑
15
％
、Cu
：
0.5
‑3％
、Nb
：1‑4％，余量为
Fe
和不可避免的杂质
。
[0017]更优选地，所述
FeSiB
系非晶合金粉末为
FINEMET
合金粉末，所述
FINEMET
合金粉末化学成分按质量百分比为：
Cu
：1％
、Nb
：3％
、Si
：
13.5
％
、B
：9％
、Fe
：余量以及不可避免的杂质
。
[0018]在本专利技术的一个实施方式中，在步骤
S1
中，选取纯度不低于
99.9<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1
：将形成非晶合金粉末的原料熔化，得到熔融态合金；
S2
：在真空或保护性气氛下，采用惰性气体射流对所述熔融态合金进行雾化处理，得到合金粉末中间体；
S3
：对所述合金粉末中间体进行快速冷却，得到非晶合金粉末；
S4
：对非晶合金粉末进行热处理，使部分非晶纳米晶化；
S5
：对经过步骤
S4
处理的非晶合金粉末进行表面活化，再采用溶胶
‑
凝胶法进行复合绝缘包覆，得到表面有均匀涂层的非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料
。2.
根据权利要求1所述的一种非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料的制备方法，其特征在于，所述非晶合金粉末的组分包括如下重量百分含量的成分：
Si
：1‑
14
％
、B
：7‑
15
％
、Cu
：
0.5
‑3％
、Nb
：1‑4％，余量为
Fe
和不可避免的杂质
。3.
根据权利要求1所述的一种非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料的制备方法，其特征在于，在步骤
S1
中，在高于所述原料熔点
50
～
250℃
的条件下将所述原料熔化，得到熔融态合金；在步骤
S2
中，所述雾化处理时，雾化气体压力为4～
6Mpa
；步骤
S2
中，所述惰性气体射流为氮气或氩气
。4.
根据权利要求1所述的一种非晶
/
纳米晶软磁复合粉末材料的制备方法，其特征在于，在步骤
S3
中，所述冷却的速率为
103～
106K/s
；步骤
S3
中，得到的非晶合金粉末为球形；在步骤
S4
中，热处理温度为
450
‑
773K
，热处理时间
1h
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆伟，陈林枫，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：