[实用新型]一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯

说明书

本实用新型公开一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯，包括有铁轭与铁轭配合的芯柱，所述芯柱包括多个叠放在一起的预切割成预定尺寸大小的纳米晶片，在相邻的纳米晶片之间夹装有相同尺寸大小的耐温绝缘片，所述芯柱的叠片方向与磁路走向垂直。本实用新型提出的铁基纳米晶合金磁芯，在保持铁基纳米晶材料高频低损耗特性的前提下，能够降低有效磁导率，从而解决铁基纳米晶磁芯在电抗器应用中的难题。

技术领域

本实用新型涉及铁芯技术领域，特别是涉及一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯。

背景技术

铁基纳米晶合金是以Fe元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B等元素所构成的合金，经快速凝固工艺形成一种非晶态材料。热处理后获得直径20nm以下的微晶，弥散分布在非晶态集体上，通常被称为微晶、纳米晶材料。其具有优异的综合磁性能，高饱和磁密、高磁导率、低Hc，在高磁密下的高频损耗低。是目前市场上综合性能最好的软磁材料，广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器等电磁元件。

但其高磁导率也限制了铁基纳米晶的使用范围，通常的铁基纳米晶合金磁导率在1000以上。电抗元件中有时需要以较低的磁导率实现所需的电气性能，很多产品要求磁芯材料磁导率在100以内甚至更低。如果需要进一步降低纳米晶磁芯磁导率至要求数值，就需要将卷绕好的磁芯切割，通过气隙降低整体平均磁导率，如图1所示，为形成一段大气隙的结构。磁芯的气隙越大电抗器的漏磁就越严重，交变电流会产生交变磁场，泄露的交变磁场导致磁芯与绕组产生涡流损耗，也会对周围的器件造成电磁干扰，伴随着频率的提升涡流损耗与干扰会急剧增加，最终超过系统承受的极限。为了解决漏磁问题，通常会采取多段气隙，来减小单个气隙尺寸，如图2所示。这种多段做法在交变漏磁较小、频率较低时能够起到一定的作用。但是伴随着电磁器件的高频化、小型化的不断增高。气隙越小，铁芯的中高频交流工况越能满足要求，损耗更小，为了实现中高频交流工况使用，则需要多段更微小的气隙，然而受切割工艺的限制，通过切割技术无法达到更小的气隙，采用切割磁芯多段气隙的方法在工艺上有其极限，过多的切割会导致材料受损，造成不能使用，会带来更大的副作用。

目前，现有铁基纳米晶磁芯制作工艺(简称工艺A)为：带材卷绕--热处理--固化--切割。带材叠片走向与磁路一致，如图3所示(以图1所示的铁芯为例)。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯，包括有铁轭与铁轭配合的芯柱，所述芯柱包括多个叠放在一起的预切割成预定尺寸大小的纳米晶片，在相邻的纳米晶片之间夹装有相同尺寸大小的耐温绝缘片，所述芯柱的叠片方向与磁路走向垂直。

优选的，所述耐温绝缘片为耐温600℃以上的非金属材料。

优选的，所述耐温绝缘片是云母、硅酸铝、玻璃、陶瓷的一种。

本实用新型提出的铁基纳米晶合金磁芯，在保持铁基纳米晶材料高频低损耗特性的前提下，能够降低有效磁导率，从而解决铁基纳米晶磁芯在电抗器应用中的难题。

附图说明

图1所示为一种铁芯的结构示意图；

图2所示为另一种铁芯的结构示意图；

图3所示为现有铁芯带材叠片与磁路走向的示意图；

图4所示为本实用新型铁基纳米晶合金磁芯的轴测图；

图5所示为本实用新型铁基纳米晶合金磁芯的俯视图；

图6所示为本实用新型铁基纳米晶合金磁芯的芯柱的叠片结构图；

图7所示为图6的局部放大图。