CN103680915B - 一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，其具体步骤如下：将铁基非晶薄带施加张应力真空退火制得纳米晶薄带；将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末；然后将纳米晶金属粉末分成不同等份的A、B料；A料加纳米级硅溶胶、Bi2O3和三聚磷酸钠进行处理，B料用滑石粉铝酸酯偶联剂DL-411、硬脂酸锌和水玻璃进行处理；将处理后的A料、B料混合均匀，加入聚乙烯醇水溶液，压制成型，将成型后的磁芯表面涂覆SY-151磁芯胶，固化，即得成品。本发明制备出来的磁芯成品具有磁损耗值低、耐高温等优点，其综合性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，属于磁性材料技术领域。
背景技术
铁基纳米晶软磁材料具有高饱和磁感应强度、高磁导率低矫顽力和低的高频损耗、良好的强硬度耐磨性及耐腐蚀性、良好的温度及环境稳定性，其综合磁性能远远优于硅钢、铁氧体、坡莫合金和非晶合金等是目前世界上公认的综合性能优异的软磁材料。目前已被广泛应用于制造共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、高灵敏度保真磁头、高性能磁放大器等元器件。然而现有的铁基纳米晶磁芯在高频下损耗严重，限制了其的应用范围。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，降低磁芯的高频损耗值。
本发明采用的技术方案如下：
一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，包括以下步骤：
（1）将利用单辊快淬法制得的铁基非晶薄带在100-150Mpa张应力作用下于500-550℃真空退火1-2h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe60-65%、Co15-20%、Zr3-4%、Nb3-4%、B10-15%、Ga1-1.5%，其带宽为5-10mm，带厚为15-20μm；
（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比60-70%、35-40%分成A、B料；
（3）取A料加入3-5%的纳米级硅溶胶、1-2%的Bi2O3和2-3%的三聚磷酸钠，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，烘干，粉碎研细成粉末，过300-400目筛，待用；
（4）取相当于B料重量2-3%的滑石粉溶于3-5倍液体石蜡中，再加入0.3-0.5%的铝酸酯偶联剂DL-411、0.5-1%的硬脂酸锌和2-3%的水玻璃，1500-2000rpm高速研磨20-30min，然后将溶液均匀地喷洒在B料表面，烘干，过150-200目筛，待用；
（5）将经上述步骤（3）和步骤（4）处理后A料、B料混合均匀，加入2-4%的浓度为15-20%的聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀，采用1.6-2.0GPa的压制压力压制成磁芯；
（6）将成型的磁芯在以氮气和氢气为保护气氛，升温速率为120-130℃/min下进行退火热处理，升温至450-550℃，保温0.5-1h；
（7）用SY-151磁芯胶均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度控制在1-2mm，然后放置在120-130℃烘箱中固化15-20min，即得成品。
步骤（6）所述的氢气和氮气的混合气体质量比为：氢气5-10%，余量为氮气。
本发明的有益效果：
本发明通过调整合金成分以改善磁芯的磁性能，用Co替代一部分Fe、Zr替代一部分Nb,可以提高磁芯的高频特性以及品质因数。本发明还对将纳米晶金属进行了不同的绝缘包覆处理，有效阻碍了金属粉末颗粒之间的直接接触，降低了金属粉末颗粒间所产生的涡流损耗，从而降低了产品的总损耗值。本发明的包覆处理还可以有效提高磁导率频率特性，增大品质因数，提高磁芯的高温稳定性。本发明制作工艺简单，生产成本低，制备出来的磁芯成品具有高饱和磁感应强度、损耗值低、耐高温等优点，其综合性能优良。
具体实施方式
一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将利用单辊快淬法制得的铁基非晶薄带在120Mpa张应力作用下于550℃真空退火1h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe65%、Co18%、Zr3%、Nb4%、B9%、Ga1%，其带宽为10mm，带厚为15μm；
（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比65%、35%分成A、B料；
（3）取A料加入4%的纳米级硅溶胶、1.5%的Bi2O3和2%的三聚磷酸钠，3000rpm高速搅拌10min，烘干，粉碎研细成粉末，过350目筛，待用；
（4）取相当于B料重量3%的滑石粉溶于4倍液体石蜡中，再加入0.4%的铝酸酯偶联剂DL-411、0.8%的硬脂酸锌和2.5%的水玻璃，2000rpm高速研磨20min，然后将溶液均匀地喷洒在B料表面，烘干，过200目筛，待用；
（5）将经上述步骤（3）和步骤（4）处理后A料、B料混合均匀，加入3%的浓度为20%的聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀，采用1.8GPa的压制压力压制成磁芯；
（6）将成型的磁芯在以氮气和氢气为保护气氛，升温速率为125℃/min下进行退火热处理，升温至520℃，保温0.5h；
（7）用SY-151磁芯胶均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度为1.5mm，然后放置在130℃烘箱中固化15min，即得成品。
步骤（6）所述的氢气和氮气的混合气体质量比为：氢气5%，余量为氮气。
经检测，本发明磁芯的主要磁性能：μe=9.1×104，Bs=1.46T,P0.5/20k=15W/kg，P0.5/50k=76W/kg，与25℃时磁芯性能相比，在-50℃和50℃时磁芯性能的相对变化率不超过5%。
Claims (2)
1.一种Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将利用单辊快淬法制得的铁基非晶薄带在100-150Mpa张应力作用下于500-550℃真空退火1-2h，然后空冷至室温，即得纳米晶薄带；其中，所述铁基非晶薄带各组分质量百分比为：Fe60-65%、Co15-20%、Zr3-4%、Nb3-4%、B8-12%、Ga1-1.5%，其带宽为5-10mm，带厚为15-20μm；
（2）将制得的纳米晶薄带进行破碎，得到纳米晶金属粉末，然后将纳米晶金属粉末按重量比60-70%、30-40%分成A、B料；
（3）取A料加入3-5%的纳米级硅溶胶、1-2%的Bi2O3和2-3%的三聚磷酸钠，2000-3000rpm高速搅拌10-15min，烘干，粉碎研细成粉末，过300-400目筛，待用；
（4）取相当于B料重量2-3%的滑石粉溶于3-5倍液体石蜡中，再加入0.3-0.5%的铝酸酯偶联剂DL-411、0.5-1%的硬脂酸锌和2-3%的水玻璃，1500-2000rpm高速研磨20-30min，然后将溶液均匀地喷洒在B料表面，烘干，过150-200目筛，待用；
（5）将经上述步骤（3）和步骤（4）处理后A料、B料混合均匀，加入2-4%的浓度为15-20%的聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀，采用1.6-2.0GPa的压制压力压制成磁芯；
（6）将成型的磁芯在以氮气和氢气为保护气氛，升温速率为120-130℃/min下进行退火热处理，升温至450-550℃，保温0.5-1h；
（7）用SY-151磁芯胶均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度控制在1-2mm，然后放置在120-130℃烘箱中固化15-20min，即得成品。
2.根据权利要求1所述的Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga纳米晶磁芯的制备方法，其特征在于，步骤（6）所述的氢气和氮气的混合气体质量比为：氢气5-10%，余量为氮气。
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