CN104867640B - 一种电感用高密度新型磁性复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电感用高密度新型磁性复合材料，以重量百分比计，由高温树脂胶6～12wt％和磁性粉体88～94wt％组成；通过本发明的磁性复合材料制备一体电感磁芯生产简单，无需大型压机，节约了设备投入；减少了压制过程中的模具损耗，降低了生产成本；操作简单，可生产复杂形状的磁体，并且可生产超大磁体；形成闭合磁路，EMI效果好；本发明的磁性复合材料通过特殊高温树脂胶的作用，使固化后的磁体密度高，密度可保证在5.5～6.2g/cm3，制备电感器的感量值高，初始磁导率可达14μ以上；本发明的磁性复合材料能够承受较高温度，可在180℃环境下工作；本发明的磁性复合材料利用率高，废料少，粉尘少，符合环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及电感元器件技术领域，具体涉及一种电感用高密度新型磁性复合材料。
背景技术
金属软磁粉芯是一种具有磁电转换特种功能的新型磁性材料，它是用金属或合金软磁材料制成的粉末，通过特殊的工艺生产的磁芯材料。软磁材料由于具有磁电转换的特殊功能，从而被广泛的应用于各个科技领域和工业领域中。正因此，金属软磁粉芯在电力电子行业中发挥着不可代替作用。
传统软磁粉芯的生产基本上是通过压机压制而成，压制在制造软磁粉芯方面具有一定的优势，但同样存在一定的缺陷和不足：
1、压机属于特大型设备，软磁粉芯压制的1cm2单位面积压力需15T以上，设备投入大，生产成本高；
2、压制过程中还需要特殊材料制成的模具，对于生产复杂形状的磁芯存在限制，另外模具属于易耗品，价格昂贵，阻碍了磁芯的快速发展；
3、软磁粉芯经压制后还需进行退火消除内应力，浸润强化，以及倒角等复杂工序，生产效率低，人力成本高；
4、产品的尺寸受到压力的限制，尺寸较大的产品无法通过压机制备，制约了磁芯向大尺寸发展；
中国发明专利公布号CN101552091A公布了一种金属粉末注射成型电感器及其加工方法，其采用金属软磁粉末与热固性粘结剂为主的复合材料注射而成。这种方法一定程度上解决了压制粉芯成本高，生产制备复杂等不足，但此方法是由普通热固性粘结剂与铁磁粉复合而成，存在固化后磁体密度低(4.5g/cm3～5.2g/cm3)、电感低和直流偏置能力差等电磁性能差的缺点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电感用高密度新型磁性复合材料。本发明采用如下技术方案：
一种电感用高密度新型磁性复合材料，以重量百分比计，由高温树脂胶6～12wt％和磁性粉体88～94wt％组成。
进一步的，以重量百分比计，所述高温树脂胶是由树脂胶70～80wt％、偶联剂5～10wt％和促进剂15～20wt％组成。
更进一步的，所述树脂胶为改性环氧硅树脂。
更进一步的，所述偶联剂为巯丙基甲基二甲氧基硅烷。
更进一步的，所述促进剂为间苯二甲二胺。
进一步的，以重量百分比计，所述磁性粉体的粒度配比如下：-100目～200目：20～30wt％，-200目～500目：30～40wt％，-500目：30～50wt％。
更进一步的，所述磁性粉体为铁硅粉、铁粉、铁硅铝粉、铁镍粉和铁硅铬粉中的至少一种。
进一步的，所述的电感用高密度新型磁性复合材料固化后密度在5.5～6.2g/cm3，初始磁导率为14～35μ。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过本发明的磁性复合材料制备一体电感磁芯生产简单，无需大型压机，节约了设备投入；
2、通过本发明的磁性复合材料制备一体电感，减少了压制过程中的模具损耗，降低了生产成本；
3、通过本发明的磁性复合材料制备一体电感，操作简单，可生产复杂形状的磁体，并且可生产超大磁体。
4、通过本发明的磁性复合材料制备一体电感，形成闭合磁路，EMI效果好。
5、本发明的磁性复合材料通过特殊高温树脂胶的作用，使固化后的磁体密度高，其密度可保证在5.5～6.2g/cm3，制备电感器的感量值高，初始磁导率可达14μ以上。
6、本发明的磁性复合材料能够承受较高温度，可在180℃环境下工作。
7、本发明的磁性复合材料利用率高，废料少，粉尘少，符合环保要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种电感用高密度新型磁性复合材料的制造方法，包括以下步骤：
1、配制高温树脂胶：按重量称取改性环氧硅树脂0.42kg、巯丙基甲基二甲氧基硅烷0.06kg、间苯二甲二胺0.12kg，均匀混合3分钟，保证各成分均匀分布；
2、配制磁性粉体：按重量称取-100目～200目的铁硅粉1.88kg、-200目～500目的铁硅粉2.82kg、-500目的铁硅粉4.7kg，粉体均匀混合30分钟；
3、将配置好的高温树脂胶0.6kg与配置好的磁性粉体9.4kg均匀混合30分钟，使铁硅粉表面形成一层均匀的高温树脂胶，以备产生绝缘特性，并且保证混合体能够形成稳定的流动特性；
4、磁体成型后，在130℃固化2h，复合材料密度为6.2g/cm3，初始磁导率能达到35μ，并且复合材料制备的磁体内部致密，无孔洞，确保粉体之间的绝缘特性，减少颗粒间的涡流损耗。
实施例2
一种电感用高密度新型磁性复合材料的制造方法，包括以下步骤：
1、配制高温树脂胶：按重量称取改性环氧硅树脂0.75kg、巯丙基甲基二甲氧基硅烷0.07kg、间苯二甲二胺0.18kg，均匀混合3分钟，保证各成分均匀分布；
2、配制磁性粉体：按重量称取-100目～200目的铁硅粉2.25kg、-200目～500目的铁硅粉3.15kg、-500目的铁硅粉3.6kg，粉体均匀混合30分钟；
3、将配置好的高温树脂胶1kg与配置好的磁性粉体9kg均匀混合30分钟，使铁硅粉表面形成一层均匀的高温树脂胶，以备产生绝缘特性，并且保证混合体能够形成稳定的流动特性；
4、磁体成型后，在125℃固化2.5h，复合材料密度为5.9g/cm3，初始磁导率能达到19μ，并且复合材料制备的磁体内部致密，无孔洞，确保粉体之间的绝缘特性，减少颗粒间的涡流损耗。
实施例3
一种电感用高密度新型磁性复合材料的制造方法，包括以下步骤：
1、配制高温树脂胶：按重量称取改性环氧硅树脂0.96kg、巯丙基甲基二甲氧基硅烷0.06kg、间苯二甲二胺0.18kg，均匀混合3分钟，保证各成分均匀分布；
2、配制磁性粉体：按重量称取-100目～200目的铁硅粉2.64kg、-200目～500目的铁硅粉3.52kg、-500目的铁硅粉2.64kg，粉体均匀混合30分钟；
3、将配置好的高温树脂胶1.2kg与配置好的磁性粉体8.8kg均匀混合30分钟，使铁硅粉表面形成一层均匀的高温树脂胶，以备产生绝缘特性，并且保证混合体能够形成稳定的流动特性；
4、磁体成型后，在140℃固化1.5h，复合材料密度为5.5g/cm3，初始磁导率能达到14μ，并且复合材料制备的磁体内部致密，无孔洞，确保粉体之间的绝缘特性，减少颗粒间的涡流损耗。
实施例4
一种电感用高密度新型磁性复合材料的制造方法，包括以下步骤：
1、配制高温树脂胶：按重量称取改性环氧硅树脂0.7kg、偶联剂0.1kg、促进剂0.2kg，均匀混合3分钟，保证各成分均匀分布；
2、配制磁性粉体：按重量称取-100目～200目的铁镍粉1.8kg、-200目～500目的铁镍粉2.7kg、-500目的铁镍粉4.5kg，粉体均匀混合30分钟；
3、将配置好的高温树脂胶1kg与配置好的磁性粉体9kg均匀混合30分钟，使铁镍粉表面形成一层均匀的高温树脂胶，以备产生绝缘特性，并且保证混合体能够形成稳定的流动特性；
4、磁体成型后，在130℃固化2h，复合材料密度为6.0g/cm3，初始磁导率能达到26μ，并且复合材料制备的磁体内部致密，无孔洞，确保粉体之间的绝缘特性，减少颗粒间的涡流损耗。
利用实施例1～4所述复合材料制造相同规格的电感，与现有一体成型制造的电感做电气性能对比测试，得到下表数据：
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种电感用高密度新型磁性复合材料的制造方法，由以下步骤组成：
1)配制高温树脂胶：按重量称取改性环氧硅树脂0.42kg、巯丙基甲基二甲氧基硅烷0.06kg、间苯二甲二胺0.12kg，均匀混合3分钟，保证各成分均匀分布；
2)配制磁性粉体：按重量称取-100目～200目的铁硅粉1.88kg、-200目～500目的铁硅粉2.82kg、-500目的铁硅粉4.7kg，粉体均匀混合30分钟；
3)将配置好的高温树脂胶0.6kg与配置好的磁性粉体9.4kg均匀混合30分钟，使铁硅粉表面形成一层均匀的高温树脂胶，以备产生绝缘特性，并且保证混合体能够形成稳定的流动特性；
4)磁体成型后，在130℃固化2h，得到所述复合材料。
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