CN103680917B - 一种高频电子变压器用纳米晶磁芯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高频电子变压器用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纵、横向磁场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料加聚异丁烯、木质素磺酸钙，玻璃粉进行处理，B料用苯并三氮唑、聚乙烯吡咯烷酮和硼酸进行处理；将处理后的A料、B料混合均匀，加入聚醋酸乙烯乳液，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高频损耗小、温度和环境稳定性等优点，其综合性能优良，适宜用于制作高性能高频电子变压器。

Description

一种高频电子变压器用纳米晶磁芯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高频电子变压器用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。然而现有的纳米晶磁芯还存在磁导率不稳定、磁损耗大等缺点，综合性能差。
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高频电子变压器用纳米晶磁芯的制备方法，提高磁芯的综合性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种高频电子变压器用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放入氮气炉中分别施加纵向磁场400-500A/m、横向磁场220-250A/m在550-600℃退火1-1.5h，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：Fe85-90%、Co1.5-2%、Zr5-8%、B1-3%、Cu1-2%，其带宽为15-20mm，带厚为20-25μm；
（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20-30%、70-80%分成A、B料；
（3）取A料加入1-2%的聚异丁烯、2-3%的木质素磺酸钙，搅拌均匀后，再加入3-4%的玻璃粉，球磨至粒径为50-70μm，烘干，粉碎，待用；
（4）取B料加入适量的水，制成浓度为45-55%的悬浮液，然后加入0.3-0.5%的苯并三氮唑、0.4-0.6%的聚乙烯吡咯烷酮和0.5-1%的硼酸，搅拌均匀，再通过胶体磨高剪切研磨至粒径小于20μm，喷雾干燥成颗粒状粉体，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%的聚醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，采用1.6-1.8GPa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100-110℃/min下进行退火热处理，先升温至250-300℃，保温0.5-1h，再升温至400-450℃保温1-2h；
（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115-125℃烘箱中固化20-30min，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10-15%，余量为氮气。
本发明的有益效果：
本发明将制得的铁基非晶薄带在纵、横向磁场中进行退火处理，可以改善合金的软磁性能，提高磁导率。本发明将纳米晶金属粉末分为A、B两份，对A、B料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以及高频特性，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频损耗小、温度和环境稳定性等优点，其综合性能优良，适宜用于制作高频电子变压器。
具体实施方式
一种高频电子变压器用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放入氮气炉中分别施加纵向磁场400A/m、横向磁场240A/m在550℃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：Fe88.2%、Co1.8%、Zr7%、B2%、Cu1%，其带宽为15mm，带厚为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20%、80%分成A、B料；
（3）取A料加入1.5%的聚异丁烯、2%的木质素磺酸钙，搅拌均匀后，再加入3%的玻璃粉，球磨至粒径为60μm，烘干，粉碎，待用；
（4）取B料加入适量的水，制成浓度为50%的悬浮液，然后加入0.4%的苯并三氮唑、0.5%的聚乙烯吡咯烷酮和0.8%的硼酸，搅拌均匀，再通过胶体磨高剪切研磨至粒径为15μm，喷雾干燥成颗粒状粉体，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%的聚醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，采用1.6GPa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105℃/min下进行退火热处理，先升温至300℃，保温0.5h，再升温至450℃保温1h；
（7）用SY-151磁芯胶均匀的涂覆在磁芯的表面，厚度控制在1mm，然后放置在120℃烘箱中固化25min，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15%，余量为氮气。
经检测，本发明磁芯的主要磁性能：μe=9.8×104，Bs=1.65T,P0.5/20k=16W/kg，P0.5/50k=78W/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)

1.一种高频电子变压器用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放入氮气炉中分别施加纵向磁场400-500A/m、横向磁场220-250A/m在550-600℃退火1-1.5h，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：Fe85-90%、Co1.5-2%、Zr5-8%、B1-3%、Cu1-2%，其带宽为15-20mm，带厚为20-25μm；
（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20-30%、70-80%分成A、B料；
（3）取A料加入1-2%的聚异丁烯、2-3%的木质素磺酸钙，搅拌均匀后，再加入3-4%的玻璃粉，球磨至粒径为50-70μm，烘干，粉碎，待用；
（4）取B料加入适量的水，制成浓度为45-55%的悬浮液，然后加入0.3-0.5%的苯并三氮唑、0.4-0.6%的聚乙烯吡咯烷酮和0.5-1%的硼酸，搅拌均匀，再通过胶体磨高剪切研磨至粒径小于20μm，喷雾干燥成颗粒状粉体，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%的聚醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，采用1.6-1.8GPa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100-110℃/min下进行退火热处理，先升温至250-300℃，保温0.5-1h，再升温至400-450℃保温1-2h；
（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115-125℃烘箱中固化20-30min，即得成品。
2.根据权利要求1所述的高频电子变压器用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10-15%，余量为氮气。
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