[发明专利]一种铁镍磁粉芯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铁镍磁粉芯及其制备方法，所述铁镍磁粉芯的制备方法包括如下步骤：(1)混合铁镍磁粉、无机含硅材料、偶联剂、有机硅树脂以及有机溶剂，搅拌后得到混合浆料；(2)对步骤(1)所得混合浆料依次进行加热搅拌、保护气氛中退火以及过筛后得到磁芯粉末；(3)混合磷酸溶液与步骤(2)所得磁芯粉末，钝化、一次干燥后依次添加绝缘剂和粘结剂，搅拌、二次干燥后得到绝缘磁粉；(4)混合脱膜粉以及步骤(3)所得绝缘磁粉，依次进行压制成型以及热处理，得到所述铁镍磁粉芯。本发明通过二次退火和多次包覆的工艺，使制得的磁粉芯拥有高磁导率，低损耗，高直流叠加等优良的软磁性能。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，尤其涉及一种铁镍磁粉芯及其制备方法。

背景技术

在电子产品急速升级的时代，对电感元件的实用性、安全性和可靠性的要求在不断提高，对小体积大功率电感器的需求也越来越高。软磁合金电感器适用于电子产品小型化的发展要求，可以在各个电子元器件领域有大范围应用。现阶段，电感器大多是沿用粉末冶金工艺制备的，采用金属粉末模压成型，被称作模压电感，这是一种通过将金属软磁粉末表面处理，混入粘结剂，再通过压制得到成型的电感。

金属软磁磁粉芯是一种以合金粉为原料，在磁粉表面包覆一层绝缘材料，经压制成型、热处理退火后而得到的新型软磁功能材料。其中，绝缘包覆是关键环节，对提高整体电阻率、降低涡流损耗，提高综合电-磁性能起决定性作用。

绝缘包覆一般分为有机包覆和无机包覆。有机包覆树脂主要包括热固性树脂(如环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂等)和热塑性树脂(如聚乙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯聚合物、聚丙烯、PBT、PPS、尼龙等)，这些有机物粘结性强，能保证磁粉芯具有足够的强度，但耐热温度较低，在高温退火过程中容易分解，在高温热处理中磁粉表面膜层难以保持绝缘，因而恶化了磁粉心的磁学性能。

无机包覆可以分为无机磷酸盐包覆(如磷酸锌、磷酸铁和磷酸锰)、金属氧化物包覆(如SiO₂、MgO)、铁氧体包覆和硅酸盐包覆等。无机物具有较高的耐热温度，能够满足磁粉芯热处理的要求，且电阻率高，高频下涡流损耗低，是优良的绝缘包覆剂。但是这些无机物粘结性较差，无其它粘结剂存在时，磁粉心力学性能难以达到应用的要求。

CN 112700960A公开了一种金属软磁磁粉芯绝缘包覆和高强粘结的方法，所述方法包括如下步骤：(1)粒度配比：对金属磁粉过筛后进行粒度配比，所述金属磁粉为铁硅铝磁粉、铁硅磁粉、铁镍磁粉或铁镍钼磁粉；(2)包覆和粘结处理：将硅溶胶或硅酸盐悬浊液加入金属磁粉中，在60-150℃温度中搅拌均匀并干燥：向干燥后的磁粉中加入偶联剂，搅拌均匀；再加入硅树脂，在80-150℃温度中搅拌均匀并干燥，得到绝缘磁粉；(3)成型与热处理：在干燥的绝缘磁粉中加入润滑粉，于1000-2200MPa压强下压制成型，磁粉心坯体在650-750℃氮气气氛中热处理30-60min。该发明所述金属软磁磁粉芯损耗低，但是有效磁导率偏低。

以有机绝缘层包覆为主的软磁复合材料在压制成型后不能进行高温退火处理，材料的力学性能及相关磁学性能不能很好地满足应用的要求；而单纯的无机物包覆层的脆性又限制了压坯高密度的获得，所以选择利用有机-无机双层包覆和多次包覆的方法制备高性能磁粉芯。