[发明专利]一种高频高Q值FeSiAl@MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高频高Q值FeSiAl@MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法，主要包括粉末粒度筛选，化学共沉淀法包覆MnZn铁氧体壳层，复合磁粉预烧，压制成型，退火等步骤。此方法未对FeSiAl粉末进行扁平化和磷化处理，不仅化简了实验流程，减少了环境污染，而且可以实现更好的包覆效果，有效隔绝了金属磁粉颗粒之间的电接触，提高了复合磁粉芯的磁导率和品质因数，拓宽了FeSiAl磁粉芯的应用频率范围。本发明实施流程简单，反应时间短，易于大规模生产和工业化应用。

技术领域

本发明属于磁性材料及器件制备技术领域，更具体地，本发明涉及一种高频高Q值FeSiAl@MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法。

背景技术

磁粉芯是由磁性材料粉末与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。与其他合金材料相比，FeSiAl具有饱和磁通密度高，温度稳定性好，饱和磁化强度高等特点，因此可以用于较高功率。这些特性使磁粉芯在许多应用场合下具有其他磁性材料难以比拟的优势，目前已经广泛应用于储能滤波电感器，电源变压器磁芯，扼流圈及开关电源等。

随着电子信息技术的高速发展，对磁性元件性能提出了更高的要求。磁性元件的小型化，高频化，功率化已成为发展的必然趋势，而磁性元件性能的优劣关键在于磁粉芯。根据含磁性材料粉末的不同，磁粉芯可分为如下几类：铁粉芯，铁硅铝粉芯，高磁通密度粉芯，坡莫合金，铁氧体粉芯。近年来，由于铁硅铝磁粉芯具有较大的初始磁导率和较好的温度稳定性，已成为当前磁粉芯应用的主流，具有广阔的市场前景。但其高频磁性能较差，高频下品质因数和磁导率急剧减小，损耗急剧增大，这一现象严重限制其在高频下的应用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高频高Q值FeSiAl@MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯及其制备方法，本发明能够提高FeSiAl磁粉芯在高频下的品质因数和磁导率，提高其高频性能，拓宽FeSiAl磁粉芯的应用频率范围。

本发明采用的技术方案如下：

一种高频高Q值FeSiAl@MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯，通过FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉、粘结剂和脱模剂的混合物经冷压成型以及去应力退火得到；所述FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉包括FeSiAl磁粉以及包覆于FeSiAl磁粉表面的MnZn铁氧体包覆层。

优选的，FeSiAl磁粉中，以质量百分数计，各成分含量为：Si：8％-13％，Al：4％-7％，其余为Fe；

所述FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉中，Fe²⁺：Zn²⁺：Mn²⁺的摩尔比为2：x：(1-x)，其中x取0～1，x≠0且x≠1；

所述FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉芯中，MnZn铁氧体包覆层的质量为FeSiAl磁粉质量的0.5％-10％。

优选的，所述粘结剂采用速溶硅酸钠，速溶硅酸钠的质量为FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉质量的0.5wt.％-2wt.％；所述脱模剂采用硬脂酸锌，硬脂酸锌的质量为FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉质量的0.5wt.％-2wt.％。

本发明还提供了一种高频高Q值FeSiAl@MnZn铁氧体软磁复合磁粉芯的制备方法，包括如下过程：

通过化学共沉淀法，在FeSiAl磁粉表面形成MnZn铁氧体包覆层，得到FeSiAl@MnZn铁氧体前驱体；

将FeSiAl@MnZn铁氧体前驱体在空气气氛下于400-700℃预烧，保温1-3h，得到FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉；

将FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉、粘结剂和脱模剂混合均匀，将混合物经冷压成型后，在惰性气氛中进行去应力退火，得到FeSiAl@MnZn铁氧体复合磁粉芯。