【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种模压电感用纳米晶混合磁粉芯及其制备方法，属于磁性材料制备。
技术介绍
1、随着电子行业发展，电子产品开始呈现小型化、集成化、多功能化、大功率化、节能化的发展趋势。为顺应电子产品的普及，电子行业迫切需要一种体积小、大功率、成本低且适合集成安装的电感产品。模压电感因具有体积小、抗电磁干扰能力强、漏感和损耗低等特点，能够实现大电流环境下持续长期的工作，被广泛应用于电压调节模块、dc-dc转换器模块、电源供应器、通信网络以及其他消费电子产品等领域。
2、但随着电子元器件进一步小型化、高频化、大电流的发展，当前以fesicr粉、羰基铁粉为主要材料的模压电感性能需要进一步优化来满足发展需求。如何进一步降低磁芯损耗、提高抗饱和能力、提升效率也成为了亟需解决的难题。新型出现的fesibcunb等纳米晶材料因具有独特的非晶、纳米晶双相结构而表现出低损耗、接近零的磁致伸缩系数等优异的磁性能，这成为了新材料替代过程中的首选材料，然而纳米晶材料硬度较大，难以在低压条件下获得高密度磁芯，且由于引入大量非磁性元素而造成饱和磁化强度的降低。因此，在确保低损耗和高抗饱和能力的前提下，如何解决纳米晶粉末低压成型难、饱和磁化强度低的问题成为制备适用于大电流、大功率场景的模压电感用纳米晶磁粉芯的关键。
3、基于此，有必要引入其他软磁材料来实现低压条件下高饱和磁化强度、高直流偏置、低损耗的模压电感用纳米晶混合磁粉芯的制备。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种模压电感用纳米晶混合磁粉芯制备方法，包括步骤如下：
4、(1)将正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、去离子水和偶联剂混合均匀，得到包覆混合液；然后将纳米晶磁粉加入至包覆混合液中，在350～450rpm下搅拌55～65min，经洗涤和烘干后，得到绝缘包覆的纳米晶粉末；
5、(2)将磷酸加入至无水乙醇中，得到磷酸乙醇溶液；然后向磷酸乙醇溶液中加入超细高bs粉末，在250～350rpm下搅拌25～35min，经洗涤和烘干后，得到绝缘包覆的超细高bs粉末；
6、(3)将树脂粘接剂分散于丙酮中，继续加入绝缘包覆的纳米晶粉末和绝缘包覆的超细高bs粉末，混合均匀，在250～350rpm下搅拌至丙酮完全挥发，经造粒和烘干后继续加入脱模剂，再经压制、低温烘烤后，得到模压电感用纳米晶混合磁粉芯。
7、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水和去离子水的体积比为(2.5～10)：(90～110)：(4～6)：(25～35)。
8、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述纳米晶磁粉和包覆混合液的质量体积比为100：(120～150)，单位g/ml。
9、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述偶联剂为含有氨基和乙氧基官能团的硅烷偶联剂；所述偶联剂和纳米晶磁粉的质量比为(0.5～1.5)：100。
10、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述的纳米晶磁粉为fesibcunb或fesibcunbp(c)；所述纳米晶磁粉的粒度为15μm≤d50≤25μm。
11、进一步优选的，所述fesibcunbp(c)的分子式为fe75si8b10p3c2nb1.5cu0.5，其具体制备方法如下：
12、1)按照fe75si8b10p3c2nb1.5cu0.5的化学计量比准确称量原料fe、si、fe-b、fe-nb、cu置于感应熔炼炉中，在真空度小于10pa的条件下，升温至1250～1350℃融化后，保温5～10min，得到母合金锭；然后按化学计量比向母合金锭中添加fe-p和fe-c，并在1250～1350℃保温5～10min，得到fesibcunbp(c)熔体；
13、2)将fesibcunbp(c)熔体在1250～1350℃下使用保温坩埚浇钢至雾化设备，经气雾化或水气联合雾化以及筛分后，得到fesibcunbp(c)。
14、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述磷酸和无水乙醇的质量体积比为(1～4)：100，单位g/ml；所述超细高bs粉末和无水乙醇的质量体积比为(2～3)：1，单位g/ml。
15、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述超细高bs粉末为羰基铁粉、还原铁粉或铁硅粉中的至少一种；所述超细高bs粉末粒度为2μm≤d50≤6μm，饱和磁化强度为170～230emu/g。
16、根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述树脂粘接剂和丙酮的质量体积比为1：10，单位g/ml。
17、根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述树脂粘接剂为环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂中的至少一种；所述脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钡、氮化硼的至少一种。
18、根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述绝缘包覆的纳米晶粉末、绝缘包覆的超细高bs粉末、树脂粘接剂和脱模剂的质量比为(60～70)：(30～40)：4：0.5。
19、根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述造粒和烘干具体为：过60～70目筛网造粒，然后在70～90℃下烘干40～60min。
20、根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述压制具体为：在500～800mpa下进行压制，压制所得的生坯密度为5.0～6.0g/cm3，致密度为80～90％。
21、根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述的低温烘烤具体为：
22、于马弗炉中，在25～35min内从20～30℃升温到70～90℃，在70～90℃下保温75～85min；在45～55min内继续升温到110～130℃，在110～130℃下保温55～65min；在35～45min内继续升温到140～160℃，在140～160℃下保温55～65min；在45～55min内继续升温到165～175℃，在165～175℃下保温110～130min；最后冷却至室温。
23、本专利技术还提供了上述方法制备得到的模压电感用纳米晶混合磁粉芯。
24、本专利技术未详细说明的均可按照现有技术进行。
25、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
26、1、本专利技术提供的模压电感用纳米晶混合磁粉芯制备方法通过溶胶凝胶法在纳米晶磁粉表面形成一层均匀分布的sio2绝缘层，同时对于超细高bs粉末用磷酸钝化工艺进行包覆，提高了材料本身的电阻率，可有效降低磁粉芯涡流损耗并改善磁粉芯的直流偏置特性。
27、2、本专利技术提供的模压电感用纳米晶混合磁粉芯制备方法，所使用的超细高bs粉末尺寸远小于纳米晶磁粉，硬度低于纳米晶磁粉且成本相对较低，能够有效填充纳米晶磁粉之间的孔隙，实现纳米晶混合磁粉芯致密度的提升，解决了纳米晶混合磁粉芯低压成型难的问题。此外，本专利技术超细高bs粉末的尺寸也能实现磁粉芯涡流损耗的降低，这使得本专利技术制备的纳米晶混合磁粉芯成为模压电感制备的优选软磁材料之一，符合高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模压电感用纳米晶混合磁粉芯制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水和去离子水的体积比为(2.5～10)：(90～110)：(4～6)：(25～35)。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米晶磁粉和包覆混合液的质量体积比为100：(120～150)，单位g/mL；所述偶联剂为含有氨基和乙氧基官能团的硅烷偶联剂；所述偶联剂和纳米晶磁粉的质量比为(0.5～1.5)：100。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的纳米晶磁粉为FeSiBCuNb或FeSiBCuNbP(C)；所述纳米晶磁粉的粒度为15μm≤D50≤25μm；
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述超细高Bs粉末为羰基铁粉、还原铁粉或铁硅粉的至少一种；所述超细高Bs粉末粒度为2μm≤D50≤6μm，饱和磁化强度为170～230emu/g。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述树脂粘接剂和丙酮的质量体积比为1：10，单位g/mL；
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述绝缘包覆的纳米晶粉末、绝缘包覆的超细高Bs粉末、树脂粘接剂和脱模剂的质量比为(60～70)：(30～40)：4：0.5。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述造粒和烘干具体为：过60～70目筛网造粒，然后在70～90℃下烘干40～60min；
10.一种模压电感用纳米晶混合磁粉芯，其特征在于，所述模压电感用纳米晶混合磁粉芯是由权利要求1～9中任一项所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种模压电感用纳米晶混合磁粉芯制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水和去离子水的体积比为(2.5～10)：(90～110)：(4～6)：(25～35)。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米晶磁粉和包覆混合液的质量体积比为100：(120～150)，单位g/ml；所述偶联剂为含有氨基和乙氧基官能团的硅烷偶联剂；所述偶联剂和纳米晶磁粉的质量比为(0.5～1.5)：100。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的纳米晶磁粉为fesibcunb或fesibcunbp(c)；所述纳米晶磁粉的粒度为15μm≤d50≤25μm；
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述超细高bs粉末为羰基铁粉、还原铁粉或铁硅粉的至少一种；所述超细高bs粉末粒度为2μm≤d50≤6μm...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丽，史贵丙，王明旭，李冠志，李萌芮，李柏霖，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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