[发明专利]一种铁基纳米晶磁粉芯及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种铁基纳米晶磁粉芯及其制备方法与应用，所述铁基纳米晶磁粉芯制备方法包括如下步骤：铁基非晶带材经处理得到铁基非晶粉；球磨混合预处理氧化铝、助磨剂以及铁基非晶粉，得到铁基非晶磁粉；铁基非晶磁粉依次经洗涤、干燥以及退火，得到铁基纳米晶磁粉；混合胶水与铁基纳米晶磁粉至溶剂挥发，然后进行压制成型与烘烤，得到所述铁基纳米晶磁粉芯。本发明采用短时高能球磨法制备铁基纳米晶磁粉芯，同时以高强度的氧化铝作为包覆层，制得的铁基纳米晶磁粉芯具有较高的软磁性能。

技术领域

本发明属于软磁复合材料技术领域，涉及一种磁粉芯及其制备方法与应用，具体涉及一种铁基纳米晶磁粉芯及其制备方法与应用。

背景技术

铁基非晶纳米晶软磁合金具有高饱和磁感应强度、高初始磁导率、低矫顽力和低损耗等优点。由快速淬火制备的非晶带材制成的铁芯，经适当的热处理后具有优良的软磁性能，已广泛应用于变压器、传感器以及开关电源等领域。但绕组叠片软磁芯在高频下损耗大，限制了其在高频下的应用。而磁粉芯具有饱和磁感应强度高、矫顽力小以及损耗低的优点可用于高频环境。

在磁粉芯的制备过程中，绝缘包覆是核心的关键工序。常用的绝缘包覆方法包括磷酸钝化以及有机胶水包覆工艺，但磷酸对磁粉的化学腐蚀会导致损耗升高，且磷酸盐绝缘层易在高温下烧蚀，从而限制软磁复合材料性能的优化；同时环氧树脂包覆层容易破裂，从而大幅增加粉末的涡流损耗；另外，环氧树脂包覆层不具备磁学性能，故包覆之后会降低原磁粉磁导率、饱和磁化强度等磁学性能。

CN 103745791A公开了一种具有超高磁导率的铁基纳米晶磁粉芯的制备方法；包括如下步骤：步骤一，对铁基纳米晶薄带进行机械粉碎处理，以得到铁基纳米晶粉末；步骤二，对所述铁基纳米晶粉末进行筛分和配比，然后混合成粗粉和细粉组成的混合粉末；步骤三，分别采用钝化剂、偶联剂、绝缘剂和粘结剂对所述混合粉末依次进行钝化、偶联、绝缘包覆处理，然后压制成型；步骤四，对所述成型的磁粉芯依次进行退火处理和喷涂绝缘处理。但该发明采用机械破碎法制得的粉末存在尖角，包覆时难以绝缘，导致磁粉芯的损耗较高，抗直流偏置能力较差。

CN 105132786A提供了一种高强度软磁复合材料的制备方法，选用储量丰富的Fe为磁性粉末材料，原料廉价；采用液相还原法获得钝化铁粉，再采用高能球磨对高纯氧化镁粉末进行球磨，获得粒度为80nm～100nm的颗粒，再通过机械混合法使钝化铁粉和细化的氧化镁粉末混合均匀，经过压制、热处理获得高强度软磁复合材料。该方法制得的复合材料力学性能较好，但是软磁性能还有待进一步提升。

针对现有技术的不足，亟需提供一种具有高软磁性能且低损耗的磁粉芯材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁基纳米晶磁粉芯及其制备方法与应用，采用短时高能球磨法制备铁基纳米晶磁粉芯，同时以高强度的氧化铝作为包覆层，制得的铁基纳米晶磁粉芯具有高软磁性能与低损耗，适用于工业化生产。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种铁基纳米晶磁粉芯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)铁基非晶带材依次经热处理、机械破碎、过筛、湿磨、洗涤以及干燥，得到铁基非晶粉；

(2)球磨混合预处理氧化铝、助磨剂以及步骤(1)所得铁基非晶粉，得到铁基非晶磁粉；

(3)步骤(2)所得铁基非晶磁粉依次经洗涤、干燥以及退火，得到铁基纳米晶磁粉；

(4)混合胶水与步骤(3)所得铁基纳米晶磁粉至溶剂挥发，然后进行压制成型与烘烤，得到所述铁基纳米晶磁粉芯；

步骤(2)所述预处理氧化铝由纳米氧化铝依次经水浸处理、酸浸处理以及碱浸处理得到；

步骤(2)所述球磨混合的转速为1050-1150r/min，时间为4-6min。