[发明专利]一种金属软磁粉芯用无机绝缘粘接剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属粉末合金领域，特别涉及一种不含有机物的金属软磁粉芯用的无机绝缘粘接剂，以及采用无机绝缘粘接剂制备金属软磁粉芯的方法。

背景技术

金属软磁粉芯是将软磁合金粉末与绝缘剂、粘接剂混合均匀后压制成型，并经过热处理而获得的。目前，金属磁粉芯主要有铁粉芯、铁镍合金粉芯、铁镍钼合金粉芯、铁硅铝合金粉芯，以及近年开发的FeCuNbSiB系非晶纳米晶粉芯。金属软磁粉芯是制作电感器、尤其是高频、大电流和大功率电路中电感器件的关键元件。反映金属软磁粉芯性能的主要参数饱和磁感强度、磁导率、品质因数、功率损耗及频率特性等，除与金属合金成分、合金粉粒度等有关外，另一个影响粉芯性能的重要环节就是粉芯中使用的绝缘剂和粘接剂。通过添加绝缘剂，可以提高粉芯的电阻率，有利提高粉芯的高频特性，降低功率损耗，但绝缘剂的增加，提高了粉芯内部气隙率，会降低粉芯的饱和磁感强度和磁导率，因此会损失磁芯的功率密度。

现有技术，一般采用磁粉颗粒表面氧化钝化或表面绝缘包敷处理，然后加入有机粘接剂或有机塑化物，进行压制成型。如加入聚酰亚胺绝缘粘接剂、环氧树脂绝缘粘接剂、硅酮树脂绝缘粘接剂等。对于采用有机粘接剂的情形，粘接剂在后续的粉芯热处理过程中将会被分解，并留下碳链结构，未分解的留在粉芯中，但一部分起绝缘粘接作用的有机物被分解后，会降低绝缘和粘接效果。此外采用有机粘接剂的另外一个不利因数是粉芯在工作中因长期的涡流热使得有机物老化，从而影响粉芯性能的稳定性。

中国发明专利ZN1516204A公开了一种“软磁铁硅铝合金粉芯的制造方法”，其特征是所用的绝缘粘接剂为环氧类粘接剂，如607环氧树脂、609环氧树脂、W-6A磁粉粘接剂、W-6C磁粉粘接剂中的一种，粘接剂的稀释液为有机溶剂无水乙醇、丙酮、醋酸乙酯。成型后在600～800℃下进行热处理。在上述温度下，粘接剂基本都分解了。

日本专利特开平9-74011及特开平9-125108公开了一种铁硅铝磁粉芯的制造方法，其特征是采用了无机粘接剂——硅酸钠，也称水玻璃。但以水玻璃做粘接剂，在粉芯成型后的热处理过程中，由于硅酸钠在高温下分解，会导致粉芯产生裂纹等缺陷。

美国专利6827557公开了一种非晶、纳米晶软磁粉芯的制备方法，其特征是粉芯中的绝缘粘接剂为聚酰亚胺，由于要保持粉芯颗粒的非晶态和纳米晶态，因此只能在低于晶化温度下进行热处理。在低温下聚酰亚胺不完全分解，因此对磁粉芯的热稳定性能将产生不利的影响。

中国专利CN1164709C公开了一种“制备金属磁粉芯用磁粉绝缘粘接剂”，其特征是该绝缘粘接剂由铬酐、云母、正硅酸乙脂、硅酮树脂经有机溶剂稀释混合而成。该绝缘粘接剂适用磁粉成分范围宽，磁粉性能稳定，能显著提高磁芯的品质因数。但该绝缘粘接剂仍然是有机物与无机物的混合体。

其它类似的粉芯制备专利还有美国专利USP6419877采用有机物热塑树脂做绝缘粘接剂，日本专利特开平11-189803采用的是有机物聚乙烯醇和聚丁醛树脂，中国专利CN1373481A、中国专利CN1232375C、中国专利CN1518011A采用的是有机物聚酰亚胺/酚树脂、酚醛树脂、有机硅树脂等。

综合上述已有技术，目前还没有一种全无机、热处理过程不分解，能够形成低温烧结，并且用量少，绝缘粘接效果好，能够满足磁粉芯长期工作抗老化的绝缘粘接剂以及制备和使用方法出现或报道过。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种金属软磁粉芯用无机绝缘粘接剂，该粘接剂具有绝缘、粘接双重效果，同时，该粘接剂不存在高温分解过程，有利于提高粉芯的强度、密度和减少粉芯的缺陷。

本发明的另一个目的是提供一种采用无机绝缘粘接剂制备金属软磁粉芯的方法，该方法适用于多种软磁合金粉芯的制备，特别是由于采用了本发明的无机粘接剂，一方面可以不再添加其它的绝缘剂，减少非磁性物的添加，有利提高粉芯的磁性能，另一方面在粉芯的热处理过程中，可以强化粘接效果，有利提高粉芯的机械强度。

本发明提供了一种全无机体系的软磁粉芯，解决了粉芯在使用过程中因发热而导致粉芯老化，性能下降的问题。