[发明专利]一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，属于磁性材料技术领域。

背景技术

铁基纳米晶软磁材料具有高饱和磁感应强度、高磁导率低矫顽力和低的高频损耗、良好的强硬度耐磨性及耐腐蚀性、良好的温度及环境稳定性，其综合磁性能远远优于硅钢、铁氧体、坡莫合金和非晶合金等 是目前世界上公认的综合性能优异的软磁材料。目前已被广泛应用于制造共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、高灵敏度保真磁头、高性能磁放大器等元器件。然而现有的铁基纳米晶磁芯在高频下损耗严重，限制了其的应用范围。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，降低磁芯的高频损耗值。

本发明采用的技术方案如下：

    一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：

（1）将利用单辊快淬法制得的铁基非晶薄带在100-150Mpa张应力作用下于500-550℃真空退火1-2h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe 60-65%、Co 15-20%、Zr 3-4%、Nb 3-4%、B 10-15%、Ga 1-1.5%，其带宽为5-10mm，带厚为15-20μm；

（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比60-70%、35-40%分成A、B料；

（3）取A料加入3-5%的纳米级硅溶胶、1-2%的Bi2O3和2-3%的三聚磷酸钠，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，烘干，粉碎研细成粉末，过300-400目筛，待用；

    （4）取相当于B料重量2-3%的滑石粉溶于3-5倍液体石蜡中，再加入0.3-0.5%的铝酸酯偶联剂DL-411、0.5-1%的硬脂酸锌和2-3%的水玻璃，1500-2000rpm高速研磨20-30min，然后将溶液均匀地喷洒在B料表面，烘干，过150-200目筛，待用；

（5）将经上述步骤（3）和步骤（4）处理后A料、B料混合均匀，加入2-4%的浓度为15-20%的聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀，采用1.6-2.0 GPa的压制压力压制成磁芯；

（6）将成型的磁芯在以氮气和氢气为保护气氛，升温速率为120-130℃/min下进行退火热处理，升温至450-550℃，保温0.5-1h；

（7）用SY-151磁芯胶均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度控制在1-2mm，然后放置在120-130℃烘箱中固化15-20min，即得成品。

     步骤（6）所述的氢气和氮气的混合气体质量比为：氢气5-10%，余量为氮气。

本发明的有益效果：

本发明通过调整合金成分以改善磁芯的磁性能，用Co替代一部分Fe、Zr替代一部分Nb,可以提高磁芯的高频特性以及品质因数。本发明还对将纳米晶金属进行了不同的绝缘包覆处理，有效阻碍了金属粉末颗粒之间的直接接触，降低了金属粉末颗粒间所产生的涡流损耗，从而降低了产品的总损耗值。本发明的包覆处理还可以有效提高磁导率频率特性，增大品质因数，提高磁芯的高温稳定性。本发明制作工艺简单，生产成本低，制备出来的磁芯成品具有高饱和磁感应强度、损耗值低、耐高温等优点，其综合性能优良。

具体实施方式

    一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将利用单辊快淬法制得的铁基非晶薄带在120Mpa张应力作用下于550℃真空退火1h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe 65%、Co 18%、Zr 3%、Nb 4%、B 9%、Ga 1%，其带宽为10mm，带厚为15μm；

（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比65%、35%分成A、B料；

（3）取A料加入4%的纳米级硅溶胶、1.5%的Bi2O3和2%的三聚磷酸钠，3000rpm高速搅拌10min，烘干，粉碎研细成粉末，过350目筛，待用；

    （4）取相当于B料重量3%的滑石粉溶于4倍液体石蜡中，再加入0.4%的铝酸酯偶联剂DL-411、0.8%的硬脂酸锌和2.5%的水玻璃，2000rpm高速研磨20min，然后将溶液均匀地喷洒在B料表面，烘干，过200目筛，待用；