[发明专利]一种通过热压制备软磁性复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于软磁性复合材料及制备和应用技术领域。具体说，本发明涉及到一种新型软磁性复合材料的制备方法。

背景技术

随着科学的发展，软磁材料应用在越来越多的领域，诸如用作电感器、传感器电机中的定子和转子、霍尔器件、致动器、变压器芯中的芯材料等。传统上，诸如电机中的定子、霍尔器件中的磁环等软磁芯是由堆叠的钢片构成的。

然而钢片在制备过程中，需要消耗大量的能量，而且由于这个材料都是刚材，首先刚才价格昂贵，还有就是在制成器件之后应用在电学器件上使用过程中容易产生涡流损耗，降低能量利用率并缩短期间的使用寿命，而且钢片制备的软磁性材料在以后应用过程中成型比较困难，很难制备形状稍微复杂的样品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过热压来制备软磁性复合材料的方法；该方法工艺简单，成本低廉，利于操作；所制备的复合材料形状和磁学以及力学性能可控性强。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的通过热压制备软磁性复合材料的方法，包括以下步骤：

1）颗粒状软磁粉体的改性：

将颗粒状软磁粉体分散于分散介质中，加入偶联剂进行表面处理，并分离得包覆偶联剂的颗粒状软磁粉体，再用无水乙醇对包覆偶联剂的颗粒状软磁粉体进行洗涤和干燥，得到经偶联剂改性的颗粒状软磁粉体；

所述的颗粒状软磁粉体与分散介质之间的重量比量为：100:460~100:475；

所述颗粒状软磁粉体与偶联剂的质量比为1：50~1：5000；

所述的分散介质为乙醇与水的混合介质，乙醇与水的重量比为4:1~4:4；

所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、油酸或十二烷基苯磺酸钠偶联剂；

2）制备含颗粒状软磁粉体与环氧树脂体系混合物的混合浆料：

首先将环氧树脂与环氧固化剂按重量份配比为0.8:1～1.2:1的比例均匀混合得环氧树脂体系混合物，然后将步骤1）制得的经偶联剂改性的颗粒状软磁粉体与环氧树脂体系混合物按重量份配比为10～95：90～5比例混合，得到含颗粒状软磁粉体与环氧树脂体系混合物的混合浆料；

3）预固化制备复合浆料

将步骤2）制得的混合浆料混合均匀后，装入一容器中并抽真空，然后将容器置入恒温烘箱中进行预固化1~3h，得到预固化后的复合浆料；所述预固化温度为40~200℃；

4）固化制备软磁复合材料

将步骤3）得到的预固化后的复合浆料转移至模具中，将模具放在超声发生器中超声振动，然后用热压机进行固化模压，得到软磁性复合材料；所述固化模压的固化温度为80~300℃，模压压力为2~20MPa。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、加氢双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂或加氢双酚F型环氧树脂。

所述的环氧固化剂为含有0.1～5.0wt%固化促进剂的酸酐类固化剂或胺类固化剂；所述固化促进剂为胺类固化促进剂或咪唑类固化促进剂。

所述的酸酐类固化剂为甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐、六氢苯酐、四氢苯酐或这几种固化剂的混合固化剂；所述的胺类固化剂为脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂或酰胺基胺类固化剂。

所述的胺类固化促进剂为四丁基溴化胺或四乙基溴化胺；所述咪唑类固化促进剂为咪唑或2-甲基咪唑。

所述颗粒状软磁粉体为颗粒状软磁铁粉、颗粒状软磁铁基粉、颗粒状软磁硅钢粉、颗粒状软磁坡莫合金粉、颗粒状软磁铁氧体粉或软磁性纳米晶体；其颗粒径为20nm~1mm。

所述的硅烷偶联剂为KH-550硅烷偶联剂、KH-560硅烷偶联剂或KH-570硅烷偶联剂。

与现有技术相比，本发明提供的通过热压制备软磁性复合材料的方法具有以下优点：

1、用此方法可以方便高效地制备软磁性复合材料，可以通过控制软磁性颗粒含量方便的控制复合材料中磁性能的大小。

2、此方法可以通过改变环氧树脂的配比来控制软磁性复合材料的力学强度和使用温度范围。

3、可通过改变模具的大小和形状来改变制备的软磁性复合材料的大小和形状。

4、通过加入环氧树脂，使得软磁性复合材料在使用过程中减少了涡流损耗，提高了能量利用率。

5、在此方法中，热压过程中的磁场可以影响软磁性复合材料中的软磁性颗粒的分布状况，为软磁性复合材料的磁学性能设计提供了可能。