CN102382958A - 一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法，其特征在于包括下列步骤：将纳米晶磁芯放置入不锈钢保护盒内，再将装有纳米晶磁芯的不锈钢护盒内放入热处理炉，抽取真空后注入氮气，升高温度后进行保温，然后冷却到室温。本发明的方法操作简单，效果明显，能够有效利用纳米晶磁芯热处理加工过程提高磁导率。

Description

一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法
技术领域
本发明涉及纳米晶磁芯热处理加工技术领域，特别是一种提高纳米晶磁芯的磁导率的热处理方法。 
背景技术
纳米晶合金是经快速凝固工艺制成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为10－20 nm的微晶,弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、超微晶材料或纳米晶材料。纳米晶材料具有优异的综合磁性能：高饱和磁感(1.2T)、高初始磁导率(8×104)、低矫顽力(0.32 A/M),高频损耗低（P0.5T／20kHz＝30W/kg），电阻率为80μΩ/cm，比坡莫合金(50-60μΩ/cm)高, 经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9T)或低Br 值(0.2T)，是目前市场上综合性能最好的材料。广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、电流互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯。采用超微晶磁芯制作变压器，可将工作时的磁感应强度变化量从硅钢材料的0.4T提高到1.0T，使功率开关管的工作频率降低到100kHz以下。 
磁导率是表征软磁材料磁学特性最重要的物理量之一。一般认为，退火温度与纳米晶软磁合金磁导率的关系密切。为了使磁芯材料适于高频范围内使用，必须减少磁芯所产生的热量，也就是说磁芯的损耗应尽可能低。现有的方法是直接将卷绕好的裸磁芯经过热处理炉进行加温退火热处理，一般只有磁导率7万左右，很难得到稳定的高磁导率的磁芯。如何更有效利用热处理加工过程提高磁导率，一直是多数生产型企业的研究的方向。 
发明内容
本发明为了克服以上现有技术存在的缺点提出的，其所解决的技术问题是提供一种将纳米晶磁芯置于保护盒内，再在真空热处理炉中充入氮气，以提高纳米晶磁导率的热处理方法。 
为此，本发明提供了一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法，其中包括下列步骤： 
将纳米晶磁芯放置入保护盒内，再将装有纳米晶磁芯的保护盒内放入热处理炉，抽取真空后注入氮气，升高温度再进行保温，然后冷却到室温。
作为对本发明一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法的进一步优选方案，所述保护盒由盒底和盒盖组成，盒盖盖在盒体上成密封体。 
作为对本发明一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法的更进一步改进，所述保护盒是由不锈钢304为材料。 
退火炉抽真空，加热之后，炉内温度升高到一定的温度保温，在保温的过程中，炉内壁温度的热辐射传导，在透过近于真空的介质，传递到不锈钢外壳，之后传递到保护盒内部，随着保温时间的增加，由于不锈钢保护盒对磁芯传导热量，相对于热处理炉内部真空部分而言，不锈钢保护盒有一定的屏蔽和保护作用，传导到保护盒内部的热量会形成稳定均匀的气氛，可以将每一个不锈钢保护盒视为一个个独立的微型热处理炉，对于磁芯层与层之间的每一处微区来说，受到的热辐射是均匀一致的。因此在磁芯由非晶状态到形核生长成纳米晶的过程中，可以近似地认为磁芯的每一处微观区域，形核均匀一致，形成的纳米晶尺寸一致，分布均匀，所以磁导率很高。 
作为对本发明一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法的进一步优选方案，所述的热处理炉是内热式真空热处理炉。 
注入氮气后，氮气主要起到均匀温度的作用，氮气就是热量的传导介质，使炉内磁芯均匀的受热，从而使磁芯的温度均匀、平衡，纳米晶磁芯的磁导率与在退火炉气氛有关,退火炉的气氛不同时，磁导率有一定的差异；经过试验得出以下结论，磁芯的磁导率变化规律是：退火炉内的抽真空之后比没有抽真空之前好；抽真空再充入氮气，比只抽真空要好。 
本发明的有益效果为：使用将高纳米晶磁芯置于保护盒内，再进行真空充氮气能够有效地提高了纳米晶磁导率。 
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。 
图1为本发明方法的一实施例的流程示意图。 
图2为本发明的一实施例的保护盒的外观图。 
图3为本发明的一实施例的保护盒的底和盖结构示意图。 
其中图中，1为保护盒，2为盒底，3为盒盖，21为底外边，22为底内边，23为底密封边，31为盖外边，32为盖内边，33为盖密封边。 
具体实施方式
下面对本发明一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法的一种实施方式作详细说明。 
在本发明的非晶合金一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法的一实施例是，首先将圆形磁芯放于盒底2的底外边21和底内边22中间，合上盖，这样盖外边31、盖内边32、盖密封边33与底外边21、底内边22、底密封边形成一个盒体将磁芯密封其中。 
所述保护盒是由不锈钢304为材料。 
再将装有再将装有纳米晶磁芯的不锈钢护盒平稳的放入热处理炉的退火料架上，把磁芯和料车整体推进加热区域，抽取真空-0.1Mpa后注入氮气，氮气压力不超过0.5Mpa，开始加热，炉内温度升540℃-560℃，在加热过程中平衡温升，到达温度后保温时间1-3个小时，然后冷却到室温。 
最后将得到的磁芯磁导率有明显提高。 
下面是磁场频率对形核的影响分析： 
退火炉状态 纳米晶磁芯裸芯 纳米晶磁芯带不锈钢护盒
真空 磁导率7×104 磁导率(12-29)×104
抽真空后充氮气 　(6-8)×104 　(10-30)×104
上面虽然结合一种具体实施例对本发明作了详细的说明，但是，所述技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，在权利要求保护范围内，还可以对上述实施例进行变更或改变等。

Claims (3)

1.一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法，其特征在于包括下列步骤：将纳米晶磁芯放置入保护盒内，再将装有纳米晶磁芯的保护盒放入热处理炉，抽取真空后注入氮气，升高温度后进行保温，然后冷却到室温。
2.根据权利要求1所述的一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法，其特征在于：所述保护盒由盒底和盒盖组成，盒盖盖在盒体上成密封体。
3. 根据权利要求2所述的一种提高纳米晶磁芯磁导率的热处理方法，其特征在于：所述保护盒是由不锈钢304为材料。
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