[发明专利]一种开关电源用有效磁导率为90的铁硅铝镍软磁粉心及其制备方法

说明书

本发明属于软磁材料技术领域，尤其涉及一种开关电源用有效磁导率为90的铁硅铝镍软磁粉心及其制备方法，通过选用粒度小于200目的铁硅铝镍磁粉，用SiO₂粉末对铁硅铝镍粉末颗粒进行绝缘包覆处理，制备出了开关电源用有效磁导率为90的铁硅铝镍软磁粉心；本发明制备流程简单、容易操作，制备出的铁硅铝镍软磁粉心具有优良的直流偏置性能和频率稳定特性，在100Oe条件下的粉心直流偏置性能高于39％，在50kHz、100mT条件下的体积损耗Pcv低于400mW/cm³。

技术领域

本发明属于软磁材料技术领域，尤其涉及一种开关电源用有效磁导率为90的铁硅铝镍软磁粉心及其制备方法。

背景技术

金属软磁材料广泛应用于电力电子工业、计算机技术、电信工程等，在工业生产中占据重要位置，包括电工纯铁、Fe-Si合金、Fe-Si-Al合金、Fe-Ni合金以及Fe-Co合金等。其中，铁硅铝合金的磁晶各向异性常数和磁致伸缩系数均接近于0，矫顽力仅为1.6A/m，并且具有高磁导率、高硬度和高耐磨性等优良特性，广泛用于各类电子元器件中。

专利CN102610349中公布了一种90μ铁硅铝磁粉心的制造方法，专利方案中采用磷酸、尿素和甘油混合溶液对铁硅铝粉末进行钝化处理，之后采用包含五氧化二钒、三氧化二铊、三氧化钼和五氧化二磷等组成的混合粘结剂实现粉体的粘接、成型；粉心的热处理气氛条件为氮氧混合气体，其中氧气的体积含量为10％～15％；通过此方法制备出的粉心产品在100Oe外加直流场下的磁导率变化最低为70.3％，在50kHz、50mT条件下的体积损耗为94.6mW/cm³；专利CN104036903B中公布了一种铁硅镍磁粉心的制备方法，首先，需要对铁硅镍粉末按照专利方案要求进行粒度配比；随后，采用磷酸、铬酸或者双氧水对铁硅镍粉末进行表面钝化绝缘处理；采用本专利可以制备出磁导率牌号为26μ～90μ的铁硅镍磁粉心。

目前，铁硅铝磁粉心凭借优良的软磁综合性能以及性价比被广泛应用于器件行业中。通过现有的专利分析，铁硅铝产品的直流偏置性能偏低，在100Oe条件下的直流偏置性能约为25％～30％，无法满足高功率开关电源的发展需求。在铁硅系列产品中，直流偏置性能能够满足元器件要求，但是该系列产品的损耗水平明显高于铁硅铝系列产品。所以，进一步开发出高直流偏置性能、低损耗的金属软磁粉心成为行业和研发技术人员关注的焦点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对金属软磁粉心的技术现状，提供一种开关电源用有效磁导率为90的铁硅铝镍软磁粉心及其制备方法。

具体而言，本发明公开了一种有效磁导率为90的铁硅铝镍软磁粉心的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)选用铁硅铝镍磁粉：选用原粉粒度小于200目的铁硅铝镍磁粉，合金成分质量百分比分别为Si 3.5％～5.5％、Al 2.0％～4.5％、Ni 1.0％～3.5％，剩余为Fe；

(2)干燥绝缘包覆粉末的制备：以步骤(1)的铁硅铝镍金属磁粉质量作为比例基准，加入质量百分比为0.1％～0.3％的环氧树脂、0.1％～0.5％的SiO₂粉末、1.0％～2.0％的丙酮以及9.0％～20.0％的水；常温下搅拌均匀，形成均匀的混合浆料；随后，加热至100℃～140℃，并继续保温搅拌；保温结束后，将干燥的绝缘粉末过筛得到绝缘包覆粉末；

(3)制备待成型磁粉：向步骤(2)的绝缘包覆粉末中加入占粉末质量0.1％～1.5％的粘结剂、0.4％～1.0％的脱模剂，混合均匀后，得到待成型的磁粉；

(4)压制成型：用压机将步骤(3)制备的待成型磁粉压制成粉心毛坯件，其中采用的压机压制压强为1900MPa～2500MPa；

(5)热处理：惰性气体保护下，将步骤(4)压制成型的粉心毛坯件在800℃～900℃进行保温，得到半成品磁粉心；