[发明专利]耐直流偏置磁芯用复合材料及耐直流偏置磁芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐直流偏置磁芯用复合材料。

背景技术

电子产品的小型化，轻型化一直是电子产业追求的目标，在软磁领域，不论何种软磁材料，饱和磁感应强度的提高都有助于该目标的实现，但是由于饱和磁感应强度是材料的本征参数，应用中无法进一步提高，这使产品的应用受限。同时在高频、大功率应用领域，较高的磁场也使磁芯极易饱和，目前解决这一问题的手段只能是增加磁芯体积或降低磁芯磁导率，而这两种手段都使材料的自身特性得不到充分的发挥。考察现有磁芯大功率应用环境，基本都可等效为直流成分与交流成分的叠加，磁芯的饱和则主要由直流成分引起，如果能消除直流成分造成的影响，将使磁芯的应用范围极大扩展，使磁芯的体积进一步减小。目前市场上完成这一目的的方法主要是在磁芯上开气隙，并在气隙中引入永磁体来实现的，这一方法虽然在原则上实现了上述目的，但由于气隙处漏磁严重，边缘效应造成的损耗太大，不仅易影响磁芯磁特性，还易造成气隙处温度过高烧毁导线。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐直流偏置磁芯用复合材料及耐直流偏置磁芯的制备方法。

一种耐直流偏置磁芯用复合材料，其包括软磁材料和永磁材料，软磁材料与永磁材料的质量比为5:5-9:1。

所述的软磁材料为铁硅铝合金粉末、纯铁、含碳量低于0.04%的低碳钢、含硅量在0.5-4.8%之间的铁硅系合金、含铝6-16%的铁铝系合金、仙台斯特合金、坡莫合金、软磁铁氧体、铁基非晶态合金、铁镍基非晶态合金、钴基非晶态合金、纳米微晶软磁材料中的至少一种。

所述的永磁材料为稀土永磁材料、铁氧体永磁材料中的至少一种。

一种耐直流偏置磁芯的制备方法，包括以下步骤：

1）将软磁粉末和永磁粉末按照质量比5:5-9:1的比例混合均匀，并用绝缘剂进行绝缘处理；

2）在绝缘处理过的粉末中加入胶黏剂；

3）再将粉末置于模具中压制成型；

4）将所得磁芯进行退火处理。

步骤2）中，胶黏剂的加入量为粉末总质量的0.2-3%。

本发明的有益效果是：本发明制备的磁芯具有较好的耐直流偏置能力，可以使磁芯的体积进一步减小，极大扩展磁芯的应用范围。

具体实施方式

一种耐直流偏置磁芯的制备方法，包括以下步骤：

1）将软磁粉末和永磁粉末按照质量比5:5-9:1的比例混合均匀，并用绝缘剂进行绝缘处理；

2）在绝缘处理过的粉末中加入胶黏剂，胶黏剂的加入量为粉末总质量的0.2-3%；

3）再将粉末置于模具中压制成型；

4）将所得磁芯进行退火处理。

所得磁芯最后进行饱和充磁，磁芯的充磁方向与偏置电流产生的直流磁场的方向相反。

所述的绝缘处理为将粉末浸渍于绝缘剂中3-4分钟，绝缘剂为质量浓度为30-40%的磷酸溶液，钛酸酯偶联剂，有机硅树脂中的一种。

胶黏剂为环氧树脂、不饱和聚酯、聚酰亚胺中的一种。

下面结合具体实施例来说明本发明：

实施例1：

将铁硅铝合金粉末（粉末的D50为70μm）与钕铁硼永磁粉末（钕铁硼粉D50为30μm）按照质量比为9:1的比例混合均匀，并用磷酸溶液进行绝缘处理，再加入环氧树脂胶黏剂，所加入的量占粉末总重量的0.2%，再置于模具中，用20T/cm2的压力将粉末压制成型，并在700℃下进行退火处理，退火气氛为氮气，所得磁芯进行饱和充磁，磁芯的充磁方向与偏置电流产生的直流磁场的方向相反。充磁磁场的磁感应强度为4T。

实施例2：

将铁硅铝合金粉末（粉末的D50为70μm）与钕铁硼永磁粉末（钕铁硼粉D50为30μm）按照质量比为8:2的比例混合均匀，并用磷酸溶液进行绝缘处理，再加入环氧树脂胶黏剂，所加入的量占粉末总重量的1%，再置于模具中，用20T/cm2的压力将粉末压制成型，并在700℃下进行退火处理，退火气氛为氮气，所得磁芯进行饱和充磁，磁芯的充磁方向与偏置电流产生的直流磁场的方向相反。充磁磁场的磁感应强度为4T。

实施例3：