[发明专利]一种铁硅铝‑铁氧体复合磁芯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，尤其涉及一种铁硅铝-铁氧体复合磁芯及其制备方法。

背景技术

开关电源是现在生活中离不开的用电设备，整流器与电容、电感电路组成非线性组的储能能组件，但是负载的非线性，会导致电流输入波形严重畸变，进而导致电源效率降低。而PFC电感作为开关电源的关键部件，实现对电流和电压之间的相位差的调节，进而减缓由于整流过程产生的电流畸变所引起的电源效率低的问题。

但是PFC电感主要是针对50％以上负载进行设计，在轻载时难以发挥作用；同时PFC在断续工作模式下或者感应负载条件下，会产生突变的大电流，导致开关电源器件容易受到损伤，开关损耗加大，无功功耗增加，难以确保电源效率的提高。

为了改进常规PFC电感所存在的问题，急需一种具有高磁导率且大电流不饱和能力的磁芯；但是现有磁粉芯由各种软磁合金粉末压制而成，所以具有无数个均匀分布的小气隙，这就决定了现有磁粉芯具有强大的抗饱和能力，也就是具有大电流下不饱和特性，但也因为分布气隙，导致磁导率低下，一般不超过200。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铁硅铝-铁氧体复合磁芯及其制备方法，本发明提供的铁硅铝-铁氧体复合磁芯不仅具有高磁导率并且具有大电流不饱和的能力。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种铁硅铝-铁氧体复合磁芯，由包括以下质量百分含量的原料依次经压制和热处理得到：铁硅铝合金粉80～99％、绝缘包覆剂0.5～8％和余量的铁氧体磁芯；表面包覆绝缘包覆剂后的铁硅铝合金粉包覆于所述铁氧体磁芯表面。

优选的，所述原料包括铁硅铝合金粉85～92％、绝缘包覆剂1～5％和余量的铁氧体磁芯。

优选的，所述铁硅铝合金粉的粒度为100～500目。

优选的，所述铁氧体磁芯包括锰锌铁氧体和/或镍锌铁氧体。

优选的，所述绝缘包覆剂为硅酸盐、磷酸、正硅酸乙酯、硬脂酸锌、硅酮树脂、云母和高岭土中的一种或多种。

优选的，所述铁硅铝合金粉包括以下质量百分含量的组分：Si 5.0～10.0％、Al 4～7％，余量为Fe。

本发明还提供了上述技术方案所述的铁硅铝-铁氧体复合磁芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将所述铁硅铝合金粉和绝缘包覆剂混合，得到混合物料；

(2)将所述步骤(1)得到的混合物料与铁氧体磁芯模压成型，得到坯体；所述模压成型使所述混合物料包覆于铁氧体磁芯表面；

(3)将所述步骤(2)得到的坯体进行预热处理后退火处理，得到铁硅铝-铁氧体复合磁芯。

优选的，所述步骤(1)中混合的温度为15～130℃，混合的速率为5～60r/min，混合的时间为5～80min。

优选的，所述步骤(2)中模压成型的压力为10～30t/cm²。

优选的，所述预热处理的温度为100～300℃，预热处理的时间为10～80min；所述退火处理的温度为600～750℃，退火处理的时间为10～80min。

本发明提供了一种铁硅铝-铁氧体复合磁芯，由包括以下质量百分含量的原料依次经压制和热处理得到：铁硅铝合金粉80～99％、绝缘包覆剂0.5～8％和余量的铁氧体磁芯；表面包覆绝缘包覆剂后的铁硅合金粉包覆于所述铁氧体磁芯表面。本发明提供的铁硅铝-铁氧体复合磁芯，使得铁硅铝合金的大电流不饱和能力和铁氧体磁芯的高磁导率性能充分发挥，解决低阻抗大开关电流的瞬态电流畸变问题：当整流管开关瞬间，能有效减少电流畸变，降低了大电流的瞬变损耗，起到大电流瞬间通断软着陆的作用，保护用电设备，提高电源功率因素。本发明实施例的结果表明，本发明提供的复合磁芯提高了初始磁导率，磁场强度为0.2(Oe)时，铁硅铝-铁氧体复合磁芯的磁导率达10000，远高于同样条件下铁硅铝磁芯59的初始磁导率，是现有技术中的铁氧体磁芯磁导率的166倍。

本发明还提供了铁硅铝-铁氧体复合磁芯的制备方法，本发明通过将绝缘包覆剂和铁硅铝合金粉的混合实现绝缘包覆剂对铁硅铝合金粉的包覆，经处理后的铁硅铝合金粉再与铁氧体磁芯成品压制成型后进行预热处理后退火处理，得到铁硅铝-铁氧体复合磁芯复合磁芯。

具体实施方式