[发明专利]具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉及其制备方法、磁粉芯及其制备方法

说明书

本发明公开了具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉及其制备方法、磁粉芯及其制备方法。本发明的具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉的组成包括由内至外依次设置的FeSiCr合金内核、二氧化硅包覆层和硅酸钠包覆层。本发明的磁粉芯由本发明的具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉压制而成。本发明的FeSiCr合金磁粉具有二氧化硅和硅酸钠双包覆层，二氧化硅和硅酸钠均具有优异的耐热性，且硅酸钠具有优异的粘合性能、热膨胀系数与二氧化硅接近，由其压制而成的磁粉芯具有高耐热性、高磁导率和低损耗。

技术领域

本发明涉及软磁材料技术领域，具体涉及具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉及其制备方法、磁粉芯及其制备方法。

背景技术

磁粉芯是由铁磁性粉末颗粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料，其具有高饱和磁感应强度和高电阻率，广泛应用在高速电机、开关电源和电力工业等领域。近年来，新能源汽车发展迅速，而车规级电子元器件成为了研究热点。

羰基铁粉具有高饱和磁化强度和优异的直流偏置性能，同时价格低廉，因而广泛应用于中低频场合。FeSiAl磁粉芯具有高频低损耗的性能优势，可应用在高频场合，但是FeSiAl磁粉芯的直流叠加性能较差。FeSiCr合金磁粉芯直流叠加特性次于羰基铁粉芯，但优于FeSiAl磁粉芯，且Cr元素的添加使得FeSiCr合金磁粉的机械性能、耐蚀性和耐老化性能均要优于FeSiAl磁粉芯，更加适用于高温环境，同时具有较高的性价比。因此，FeSiCr合金磁粉芯在车规级电感等要求低压大电流、大功率密度的领域具有良好的发展前景。

众所周知，车规级电感应用于高温条件，因此要求其具有比普通商用电感更高的耐温等级。同时，由于电感在工作过程中会产生以热量形式散失的损耗，高损耗会使磁粉芯在工作过程中温度急剧上升，包覆层分解，最终导致电感失效，因此，降低磁损耗是车规级电感亟需解决的关键问题。

磁损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗，在低频下磁滞损耗为主要损耗，在高频下涡流损耗为主要损耗。绝缘包覆是降低磁粉芯损耗和提高耐温性的关键步骤。目前，最常使用的无机绝缘包覆剂包括磷酸盐和无机氧化物。磷酸盐包覆工艺较为成熟，应用广泛，但由于磷化层在温度超过550℃时会分解，最终会导致高频下涡流损耗急剧升高。无机氧化物包括SiO₂、Al₂O₃和TiO₂等，常采用无机氧化物复合有机树脂包覆工艺，无机氧化物具有优异的绝缘性和优于磷酸盐的热稳定性，但无机有机包覆层复合结构间的热膨胀系数差异较大，磁粉芯在热处理过程中有机树脂包覆层会承受更多的热应力，加速了树脂与无机包覆层的剥离。

综上可知，现有的磁粉芯均难以完全满足车规级电感的实际应用需求，亟需开发性能更加优异的磁粉和磁粉芯。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉及其制备方法。

本发明的目的之二在于提供一种磁粉芯及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉，其组成包括由内至外依次设置的FeSiCr合金内核、二氧化硅包覆层和硅酸钠包覆层。

优选的，所述具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉中二氧化硅的质量百分含量为1.25％～5.00％。

优选的，所述具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉中硅酸钠的质量百分含量为1.0％～3.0％。

上述具有双包覆层的FeSiCr合金磁粉的制备方法包括以下步骤：

1)将FeSiCr合金粉分散到表面活性剂分散液中，进行表面改性，得到FeSiCr合金粉分散液；

2)将氨水和正硅酸乙酯溶液依次加入FeSiCr合金粉分散液中，进行第一次包覆，得到具有二氧化硅包覆层的FeSiCr合金磁粉；