[发明专利]一种铁氧体-软磁合金复合磁芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁氧体‑软磁合金复合磁芯及其制备方法，用于提高工作频率和饱和磁通密度，降低功率损耗，属于磁性材料技术领域。本发明的制备工艺主要包括：1)外壳磁芯的制备，2)芯部磁芯的制备，3)磁芯结构的组装和密封。与现有技术相比，由两种磁芯复合形成传统形状的磁芯，实现了高磁导率，高电阻率的铁氧体和高磁通密度软磁合金优势互补，可以更好地应用在电抗器，功率因数校正电感等电子元器件中。

技术领域

本发明涉及一类高频下使用的复合磁芯结构及其制备方法，属于复合磁技术领域。

背景技术

随着电子设备的日益普及且向着高频小型轻量化以及集成化方向发展，作为电子信息产业的重要支撑部件，磁芯的应用领域逐渐扩大。而各种新兴领域的扩充，对于磁芯等磁性元件提出了更高的性能要求——更高的饱和磁感应强度和使用频率，相对更低的功率损耗。为了突破使用单一的磁芯材质进行磁芯元件设计带来的瓶颈，复合磁技术应运而生，利用不同材质磁芯之间的复合，加工，装配，可以起到改善磁性元件的整体性能的作用。

在现有技术中，申请号为201611264497.3的专利申请中提出一种铁硅-铁氧体复合磁芯，由铁硅合金粉，绝缘包覆剂和铁氧体磁芯组成，绝缘包覆剂包覆后的铁硅合金粉包覆在铁氧体磁芯表面，显著提高了材料的磁导率。

申请号为201120250509.3的专利申请中公开了一种软磁复合磁芯，纳米晶材料构成的磁芯套装在铁氧体磁芯内部，表面涂覆环氧涂层，并安装在保护盒内。优化了工艺，改善了性能，提高了效率，降低了成本。

申请号为201210433257.7的专利中提及一种复合磁芯以及磁性元件。由两个磁芯部件构成，第一磁芯部件由低磁导率软磁材料构成，第二磁芯部件由高磁导率软磁材料构成，两种磁芯复合形成磁通回路。不需要开设气隙，减小漏磁通，减小了对外部环境的干扰，同时适用于较高频率的环境下。

发明内容

有鉴于此，本发明目的旨在克服现有技术的不足，提供一种可以应用在电抗器，功率因数校正电感等电子元器件中，工艺简单、性能优良、生产效率较高的低成本铁氧体-软磁合金复合磁芯。

本发明提供了以下技术方案：

首先本发明公开了一种新型铁氧体-软磁合金复合磁芯结构，由外壳磁芯和芯部磁芯两部分组成，其中

(1)外壳磁芯

外壳磁芯由电阻率高，高频交流损耗低的软磁铁氧体材料制成，分为上外壳磁芯和下外壳磁芯，为自主多元掺杂的锰锌MnZn铁氧体材料。

(2)芯部磁芯

芯部磁芯由饱和磁通密度高，直流偏置能力强的软磁合金材料制成，为制备的绝缘包覆磁粉芯。其中软磁合金为坡莫合金或铁硅、铁硅铝、铁钴等铁基软磁材料中的一种或多种。

终装完毕的复合磁芯部件可以为UI型，EI型或环形等。

(3)复合磁芯参数

这里定义一个复合磁芯参数概念：上下外壳磁芯横截面积记作S1；芯部磁芯横截面积记作S2，令A＝S2/S1。复合磁芯参数是本发明中重要的参数，生产方面，决定着压制模具形状尺寸，材料原料质量比等工艺参数；成品性能方面，决定着截止频率和复合磁芯功率损耗等参数。

考虑到加工成品率以及可实现性等，最终采用的复合磁芯参数选取为1～5。

本发明还公开了该复合磁芯结构主要部件的制备工艺。

(a)外壳磁芯部件：

(1)一次配料+一次球磨

称取主成分，原料通常选用Fe，Mn以及Zn元素的氧化物。均匀混合后放入球磨机，球磨得到一次球磨粉料；

(2)一次烧结