[发明专利]非晶磁粉芯前驱体颗粒、非晶磁粉芯、其制备方法及电感器件

说明书

本发明提供了一种非晶磁粉芯前驱体颗粒、非晶磁粉芯、其制备方法及电感器件，所述非晶磁粉芯前驱体颗粒包括非晶合金颗粒以及包覆于所述非晶合金颗粒表面的包覆层；所述非晶合金颗粒的元素为Fe、Si、Cr和B。所述制备方法包括：在所述非晶合金颗粒中加入酸溶液进行酸化得到酸化颗粒，再对酸化颗粒进行钝化得到钝化颗粒，最后对钝化颗粒进行包覆得到所述非晶磁粉芯前驱体颗粒。本发明提供的非晶磁粉芯具有高磁导率和电感强度，并且在高频使用下仍保持低损耗特性。

技术领域

本发明属于合金软磁材料及粉末冶金技术领域，尤其涉及非晶磁粉芯前驱体颗粒、非晶磁粉芯、其制备方法及电感器件。

背景技术

磁粉芯是一种新型复合软磁材料，具有良好的软磁性能及频率特性，是制作电感器件，尤其是高频、大功率电路中电感器件的关键元件。第三代新型半导体宽禁带、大电流材料的使用，以及电子器件高频化对磁性元器件产生诸多新挑战。传统的铁硅铝、铁镍钼和铁硅合金体系等磁粉芯存在磁稳定性差、磁损耗大、质量重和功率低等问题，并不能满足磁性元器件的发展需求，更不适合在高频下使用。

相比于传统磁粉芯，非晶磁粉芯在高频下具有恒磁导率、高电阻率、低损耗等特点，在各类变压器、传感器、开关电源等领域得到了广泛的应用，但绕带、叠片的软磁铁芯在高频工作时损耗很大，限制了其在高频下的应用。而将非晶软磁带破碎成粉末，绝缘包覆并压制成型为磁粉芯产品的制备方法，为进一步提升非晶磁粉芯的性能提供了方向。

CN107818854A公开了一种铁基非晶态软磁粉芯的制备方法及应用，包括如下步骤：首先制备并筛分获得目标粒径的非晶合金粉末，分别采用钝化剂和粘结剂对非晶合金粉末依次进行钝化和绝缘包覆处理，之后采用冷压法将处理好的非晶合金粉末压制形成磁粉芯，最终对磁粉芯进行纵向磁场热处理得到具有高叠加和低损耗的磁粉芯，但是磁导率并没有介绍具体数值。

CN107967976A公开了一种非晶磁粉芯前驱体颗粒，其包括组成为Fe_aSi_bB_cP_dNb_eX_f的非晶合金颗粒和包覆于非晶合金颗粒表面的包覆层。同时，公开了一种采用软磁铁氧体作为绝缘包覆剂的非晶磁粉芯产品的材料和工艺措施，所得非晶磁环样品磁导率达到97u，高于目前很多磁粉芯产品的性能，但是距离高磁导率的铁镍、铁镍钼材料还有很大差距。

CN108010654A公开了一种新型球形铁基非晶合金粉末及非晶磁粉芯的制备方法，包括如下步骤：采用气雾化法制备新型球形铁基非晶合金粉末，分别采用钝化剂、绝缘剂和粘结剂对筛分后的非晶合金粉末依次进行钝化和绝缘包覆处理，最终采用冷压法将处理好的非晶合金粉末压制成型后，进行去应力退火处理。CN104575913A公开了一种低损耗非晶磁粉芯的制备方法，其通过添加合适的耐高温绝缘材料，以及选择合适的绝缘包覆方法，通过压制成型及高温退火工艺，制备得到磁导率在60～90之间的非晶磁粉芯。但是在高频条件下，上述制备的非晶磁粉芯的磁导率较低、磁损耗较高。

目前，气雾化制粉过冷技术大幅度提升，使得球状的非晶粉末更容易获得。与普通磁粉芯一样，采用粉末冶金成型技术可以生产各种形状和大小的磁粉芯，非晶磁粉芯的应用领域大为扩展。同时，粉末粒度减小可以降低损耗，尤其在高频MHz级范围内更为显著。然而，粉末粒度越小，磁粉芯的电感材料磁导率越低，如何提高金属磁粉芯的磁导率是提高效率和减小磁芯体积的重要方法，目前很多技术都难以做到。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种非晶磁粉芯前驱体颗粒、非晶磁粉芯、其制备方法及电感器件。本发明提供的非晶磁粉芯不仅具有高磁导率和电感强度，并且在高频下保持低损耗特性。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种非晶磁粉芯前驱体颗粒，所述非晶磁粉芯前驱体颗粒包括非晶合金颗粒以及包覆于所述非晶合金颗粒表面的包覆层；所述非晶合金颗粒的元素为Fe、Si、Cr和B。