[发明专利]一种非晶纳米晶软磁粉芯的制备方法

说明书

本发明提供一种非晶纳米晶软磁粉芯的制备方法，包括以下步骤：1）对清洗后的非晶纳米晶磁粉进行偶联处理；2）在偶联后的磁粉表面化学气相沉积一层派瑞林薄膜，对磁粉进行绝缘包覆处理；3）在常温下采用模具将磁粉压制成型，脱模得到压坯；4）对压坯进行退火热处理，得到非晶纳米晶软磁粉芯；本发明方法绝缘包覆后能够在较高的压力下维持绝缘层稳定，实现非晶纳米晶磁粉的有效绝缘，并且可有效降低颗粒表面的摩擦系数，从而获得具有较高密度和优异软磁性能的非晶纳米晶软磁磁粉芯。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，具体讲是一种非晶纳米晶软磁粉芯的制备方法。

背景技术

金属软磁粉芯是由铁磁性颗粒与绝缘介质混合，通过粉末冶金工艺压制而成的一种软磁材料。它既保留了软磁合金和铁氧体软磁的优良特性，又最大限度的克服了它们的部分缺陷，使得金属磁粉芯磁饱和高，工作频率范围宽，磁导率稳定性好且可控性高，这对于电子产品向高精度、高灵敏度和大容量、小型化方向发展具有及其重要的意义。

常见的磁粉芯主要包括铁粉芯、铁硅粉芯、铁硅铝粉芯、铁镍粉芯以及铁镍钼粉芯。而非晶纳米晶磁粉芯由于具有高频（可至数兆赫以上）大电流、高稳定等特点，大量用于高频开关电源中，是磁粉芯材料的重要发展方向。然而，非晶纳米晶软磁粉末由于具有较大的硬度，很难压制成形，常规压力下制备的压坯密度很低，目前的压制制备方案都是采用2GPa左右的超高压强成形。在如此高的压强下，无机包覆层如磷酸盐、金属氧化物及铁氧体等，容易由于脆性开裂而影响其绝缘性能；而有机包覆层热稳定性较差，通常在超过300℃时就开始快速分解。因此，为保持磁粉芯的强度和绝缘效果，需用采用较多的有机包覆材料，从而增加了颗粒间气隙，导致磁粉芯的磁滞损耗增加。中国发明专利CN109559865A公开了一种新型非晶磁粉芯粘结剂，采用粒径为2-4μm的锰锌铁氧体作为有机包覆剂硅树脂的填料。然而铁氧体超大的粒径增加了包覆层厚度，大幅度增加磁滞损耗且降低磁导率。中国发明专利CN 106890999 A采用无机、有机双层包覆，并在压制前再加入绝缘剂，同时在压坯热处理后再浸入有机粘结溶液中固化制备粉芯。而该方法虽然可以提高磁粉芯的密度，但制备工艺繁琐且非磁性物质含量高，极大的恶化了软磁性能。

为解决目前存在的问题，急需一种厚度薄、在较高压强下可保持稳定、流动性好且耐高温的绝缘包覆涂层，以发挥非晶纳米晶软磁粉芯的最大应用潜力。

发明内容

针对上述技术现状，本发明旨在提供一种非晶纳米晶软磁粉芯的制备方法，利用该方法绝缘包覆后能够在较高的压力下维持绝缘层稳定，实现非晶纳米晶磁粉的有效绝缘，并且可有效降低颗粒表面的摩擦系数，从而获得具有较高密度和优异软磁性能的非晶纳米晶软磁磁粉芯。

本发明的技术解决方案如下：一种非晶纳米晶软磁粉芯的制备方法，包括以下步骤：

1）对清洗后的非晶纳米晶磁粉进行偶联处理；

2）在偶联后的磁粉表面化学气相沉积一层派瑞林薄膜，对磁粉进行绝缘包覆处理；

3）在常温下采用模具将磁粉压制成型，脱模得到压坯；

4）对压坯进行退火热处理，得到非晶纳米晶软磁粉芯。

步骤1）中，所述非晶纳米晶磁粉包括FeSiB、FeSiBC、FeSiBP、FeSiBCr、FePBNb、FeBCu、FeBCCu、FeSiBCu、FeSiBNbCu系软磁粉末中的一种或几种。

步骤1）中，所述偶联处理的具体工艺为：采用超声混合的方式将偶联剂与乙醇均匀混合10-30分钟，形成分散液，然后将清洗后的磁粉与分散液均匀混合，机械搅拌0.5-2h后并清洗1-3次，在40-100℃下真空干燥2-6h后，过100目筛得到偶联磁粉。