CN105788796A - 一种高磁导率磁芯材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高磁导率磁芯材料，由以下重量份的原料制备制成：三氧化二铁53‑56、氧化锌27‑31、四氧化三锰25‑26、氧化亚铜3‑4、氮化钛0.8‑1.2、二苯基硅二醇0.3‑0.4、丙二醇0.4‑0.5、二甲基硅氧烷0.2‑0.3、藻酸并二醇酯0.3‑0.5、三氧化二锑0.5‑0.7、聚乙烯蜡1‑1.5、硅烷偶联剂kh5502.5‑3、聚酰胺树脂2‑2.5、硅酸钠2‑2.6、硅溶胶1‑1.3、聚乙烯醇1.2‑1.5、磁性碳粉1.5‑2、纳米氧化镧1.2‑1.6、去离子水适量；本发明的制备工艺流程短、磁粉损耗低、材料利用率高，制备的磁芯材料磁导率高，磁损耗率低，性能优异，值得推广。

Description

一种高磁导率磁芯材料
技术领域
本发明涉及铁氧体材料技术领域，尤其涉及一种高磁导率磁芯材料。
背景技术
随着电子信息技术的飞速发展，金属磁粉芯被广泛应用于线路滤波器、输出电感和开关电源等领域，金属磁粉芯是将磁性粉末颗粒与非磁性绝缘介质混合均匀后压制成型的一类软磁材料，主要分为铁粉芯、铁硅磁粉芯、高磁通磁粉芯、铁硅铝磁粉芯、铁硅镍磁粉芯、铁镍钼磁粉芯和非晶纳米晶磁粉芯。将铁磁性粉末颗粒与绝缘介质混合后，进行压制而得到的一种软磁复合材料称为金属磁粉芯。铁磁性粉末颗粒经过绝缘包覆后在其表面生成了一层绝缘介质膜，可以有效的提高磁粉芯的电阻率，降低涡流损耗，因此金属磁粉芯适用于较高的频率下，金属磁粉芯已经成为软磁材料重要的组成部分，由于其具有较高的饱和磁感应强度、良好的频率特性和恒导磁等优点，在现代科技领域中，磁粉芯作为电感滤波器、扼流线圈被广泛的应用于电子通讯、雷达、电源开关等设备。随着通信技术和电子产品数字化的发展，对软磁铁氧体和元件提出了新的要求，现在电子通讯行业需要铁氧体磁芯具有低磁芯损耗和高磁导率，以满足现在电器设备的微型化和高效率的要求，现有的磁芯难以满足上述要求，目前，随着电路的不断升级，电路中的电子元件要求电流更高，需要磁导率高、饱和磁通密度高、附加电流偏磁场后磁导率下降小的磁性元件。金属磁体相对铁氧体磁体有更高的饱和磁通密度，金属材料被当作磁体的主体材料作为新的使用对象。但随着电子产品的小型化、轻薄化发展，要求电子零件也随之小型化、轻薄化。然而随着磁体的小型化，金属材料中高磁导率的材料往往存在绝缘阻抗低、机械强度低的问题。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高磁导率磁芯材料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高磁导率磁芯材料，由以下重量份的原料制备制成：三氧化二铁53-56、氧化锌27-31、四氧化三锰25-26、氧化亚铜3-4、氮化钛0.8-1.2、二苯基硅二醇0.3-0.4、丙二醇0.4-0.5、二甲基硅氧烷0.2-0.3、藻酸并二醇酯0.3-0.5、三氧化二锑0.5-0.7、聚乙烯蜡1-1.5、硅烷偶联剂kh5502.5-3、聚酰胺树脂2-2.5、硅酸钠2-2.6、硅溶胶1-1.3、聚乙烯醇1.2-1.5、磁性碳粉1.5-2、纳米氧化镧1.2-1.6、去离子水适量。
所述一种高磁导率磁芯材料，由以下具体步骤制备制成：
（1）将三氧化二铁、氧化锌、四氧化三锰和氧化亚铜混合，然后加到球磨机中磨成细粉，将硅烷偶联剂kh550用去离子水稀释成溶度为4-6%的溶液，再加入二苯基硅二醇、丙二醇、二甲基硅氧烷和藻酸并二醇酯混合均匀，加热至50-60°C时加入磁性碳粉和纳米氧化镧以600-800转/分下搅拌分散6-10min，冷却后备用；
（2）将上述制备的纳米混合液体喷涂到细粉中，再将细粉置于烘箱中于110-120°C下烘30-45min，然后在230-250°C下烘7-10min，随后冷却至室温；
（3）将聚酰胺树脂加热至熔融，再加入氮化钛、三氧化二锑和聚乙烯蜡搅拌均匀，在和步骤（2）制备的产物混合搅拌均匀，之后加到造粒机中制成100-200目占30Wt%，200-300目占40Wt%，300-400目占20Wt%，400目以上占10Wt%的比例进行粒径配比备用；
（4）将硅酸钠加入10倍量的去离子水稀释，再加入硅溶胶、聚乙烯醇搅拌均匀，将步骤（3）制备的颗粒加入其中抽真空使真空超过-0.9个大气压，保持3分钟，后取出，烘干，放入模具内，在磁场中取向并在1.5-2GPa下压制成坯体，在氩气保护下1050-1200°C下烧结，保温2-2.5h，在750-800°C下回火1-1.5h，即可得到。
本发明的优点是：本发明将金属磁粉混合研磨成细粉，使成分之间分散均匀，性能稳定，且将本身具有防腐蚀性、抗高温氧化性和热稳定性的氧化镧和磁性碳粉涂覆在大幅度提高了磁芯材料的力学性能、抗震性、高韧性和抗划伤性能，再采用绝缘粘结物质包覆在其表面，增强颗粒之间的结合强度，并且阻隔颗粒间的涡流，降低了磁芯材料的涡流损耗，采用不同的粒径配比使烧结时尺寸稳定性好，体积收缩性小，尺寸精确性高，最后作进一步的绝缘处理，在不改变磁导率的情况下提高了绝缘性，降低了磁芯损耗，本发明的制备工艺流程短、加工效率高、磁粉损耗低、材料利用率高，制备的磁芯材料磁导率高，磁损耗率低，密度高，性能优异，值得推广。
具体实施方式
一种高磁导率磁芯材料，由以下重量份（公斤）的原料制备制成：三氧化二铁53、氧化锌7、四氧化三锰25、氧化亚铜3、氮化钛0.8、二苯基硅二醇0.3、丙二醇0.4、二甲基硅氧烷0.2、藻酸并二醇酯0.3、三氧化二锑0.5、聚乙烯蜡1、硅烷偶联剂kh5502.5、聚酰胺树脂2、硅酸钠2、硅溶胶1、聚乙烯醇1.2、磁性碳粉1.5、纳米氧化镧1.2、去离子水适量。
所述一种高磁导率磁芯材料，由以下具体步骤制备制成：
（1）将三氧化二铁、氧化锌、四氧化三锰和氧化亚铜混合，然后加到球磨机中磨成细粉，将硅烷偶联剂kh550用去离子水稀释成溶度为4%的溶液，再加入二苯基硅二醇、丙二醇、二甲基硅氧烷和藻酸并二醇酯混合均匀，加热至50°C时加入磁性碳粉和纳米氧化镧以600转/分下搅拌分散6min，冷却后备用；
（2）将上述制备的纳米混合液体喷涂到细粉中，再将细粉置于烘箱中于110°C下烘30min，然后在230°C下烘7min，随后冷却至室温；
（3）将聚酰胺树脂加热至熔融，再加入氮化钛、三氧化二锑和聚乙烯蜡搅拌均匀，在和步骤（2）制备的产物混合搅拌均匀，之后加到造粒机中制成100目占30Wt%，200目占40Wt%，300目占20Wt%，400目以上占10Wt%的比例进行粒径配比备用；
（4）将硅酸钠加入10倍量的去离子水稀释，再加入硅溶胶、聚乙烯醇搅拌均匀，将步骤（3）制备的颗粒加入其中抽真空使真空超过个大气压，保持3分钟，后取出，烘干，放入模具内，在磁场中取向并在1.5GPa下压制成坯体，在氩气保护下1050°C下烧结，保温2h，在750°C下回火1h，即可得到。
按照具体实施例制备的软磁铁氧体材料，对其进行性能测试，结果如下：
抗拉强度为173N，磁化强度为281A·m2/kg，最大磁芯损耗（100Kc、200mT）：310KW/m3，饱和磁感应强度为1.1T，矫顽力为7.6Oe，居里温度为＞240°C。

Claims (2)

1.一种高磁导率磁芯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备制成：三氧化二铁53-56、氧化锌27-31、四氧化三锰25-26、氧化亚铜3-4、氮化钛0.8-1.2、二苯基硅二醇0.3-0.4、丙二醇0.4-0.5、二甲基硅氧烷0.2-0.3、藻酸并二醇酯0.3-0.5、三氧化二锑0.5-0.7、聚乙烯蜡1-1.5、硅烷偶联剂kh5502.5-3、聚酰胺树脂2-2.5、硅酸钠2-2.6、硅溶胶1-1.3、聚乙烯醇1.2-1.5、磁性碳粉1.5-2、纳米氧化镧1.2-1.6、去离子水适量。
2.根据权利要求1所述一种高磁导率磁芯材料，其特征在于，由以下具体步骤制备制成：
（1）将三氧化二铁、氧化锌、四氧化三锰和氧化亚铜混合，然后加到球磨机中磨成细粉，将硅烷偶联剂kh550用去离子水稀释成溶度为4-6%的溶液，再加入二苯基硅二醇、丙二醇、二甲基硅氧烷和藻酸并二醇酯混合均匀，加热至50-60°C时加入磁性碳粉和纳米氧化镧以600-800转/分下搅拌分散6-10min，冷却后备用；
（2）将上述制备的纳米混合液体喷涂到细粉中，再将细粉置于烘箱中于110-120°C下烘30-45min，然后在230-250°C下烘7-10min，随后冷却至室温；
（3）将聚酰胺树脂加热至熔融，再加入氮化钛、三氧化二锑和聚乙烯蜡搅拌均匀，在和步骤（2）制备的产物混合搅拌均匀，之后加到造粒机中制成100-200目占30Wt%，200-300目占40Wt%，300-400目占20Wt%，400目以上占10Wt%的比例进行粒径配比备用；
（4）将硅酸钠加入10倍量的去离子水稀释，再加入硅溶胶、聚乙烯醇搅拌均匀，将步骤（3）制备的颗粒加入其中抽真空使真空超过-0.9个大气压，保持3分钟，后取出，烘干，放入模具内，在磁场中取向并在1.5-2GPa下压制成坯体，在氩气保护下1050-1200°C下烧结，保温2-2.5h，在750-800°C下回火1-1.5h，即可得到。
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