CN107845474B - 一种用于金属软磁粉芯的绝缘全无机粘合剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于金属软磁粉芯的绝缘全无机粘合剂，属于磁性材料的制备技术领域。该绝缘全无机粘合剂由硼酸盐、硅酸盐、硅铝酸盐以及石英组成，其质量组成为：硼酸盐、48～70％；硅酸盐、5～8wt％；硅铝酸盐、20～40wt％；石英粉、2～8wt％；所述硼酸盐为无水四硼酸钠粉末；所述硅酸盐为硅酸钠粉末；所述硅铝酸盐为滑石粉、高岭土、钠长石、云母、钾长石中的两种或多种。本发明全无机绝缘粘结剂，耐热温度达到1000℃，能显著提高磁粉芯的力学强度，制备的磁粉芯具有综合的优良的磁学性能和力学性能。本发明尤其适用于铁基磁粉芯，可以大幅度提高其高频性能和品质因素。

Description

一种用于金属软磁粉芯的绝缘全无机粘合剂及其使用方法

技术领域

本发明属于磁性材料的制备技术领域，具体涉及一种软磁合金磁粉芯的绝缘全无机粘合剂及其使用方法。

背景技术

金属软磁粉芯是将软磁合金粉与绝缘剂、粘合剂混合均匀后压制成型，并经过热处理而获得的一种复合软磁材料。金属软磁磁粉芯因具有较高的磁通密度、高的磁导率而受到广泛应用。绝缘粘结剂对磁粉芯的作用为增加磁粉颗粒的流动性，增强绝缘效果以及提高磁粉芯的力学性能。

粘结剂分为有机类与无机类。有机类包括酚醛树脂、环氧树脂和硅树脂等，能与磁粉有较好的粘结性能。但有机粘结剂不耐高温，在400℃以下已分解，颗粒间绝缘效果被破坏，使得磁粉芯的损耗偏高。无机类粘结剂包括磷酸盐、水玻璃等，与磁粉芯有较好的粘结性能。但磷酸盐耐水性较差，在湿度大的环境中，磁粉芯性能发生变化；水玻璃为强碱性，在磁粉芯表面易析碱，影响其力学和磁学性能。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于金属软磁粉芯的绝缘全无机粘合剂及其使用方法，以期其适用范围广，粘结效果和绝缘效果好同时又能使磁粉芯的力学性能有一定提高。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明一种用于金属软磁粉芯的绝缘全无机粘合剂，其由硼酸盐、硅酸盐、硅铝酸盐以及石英粉组成，其质量组成如下：

进一步的，所述硼酸盐为无水四硼酸钠粉末；所述硅酸盐为硅酸钠粉末；所述硅铝酸盐为滑石粉、高岭土、钠长石、云母、钾长石中的两种或多种。

本发明同时提供了上述绝缘全无机粘合剂的使用方法，具体包括如下步骤：

1)按上述质量组成称量，经混合、粉磨，得绝缘全无机粘合剂粉，其粉料粒径在1～3μm范围内。

2)将软磁磁粉进行钝化，使表面形成一层钝化膜，称取步骤(1)得到的绝缘全无机粘合剂粉与之混合，经成型热处理后，得到软磁粉芯。

所述绝缘全无机粘合剂粉的质量占钝化后的软磁磁粉质量的0.5～2.5％。

进一步的，所述步骤(2)的软磁磁粉为铁基金属磁粉。

本发明科学原理：

本发明采用全无机绝缘粘结剂，在低温下形成低共熔点，出现液相。在磁粉芯热处理过程中，少量的粘结剂熔化，一方面液态填充磁粉芯的空隙，使得磁粉芯更加致密。液态冷却后磁粉芯强度大幅度提高；另一方面，高温下液态粘结剂均匀包裹磁粉表面，增强绝缘效果，进一步降低颗粒间的涡流损耗。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明克服了有机粘结剂不耐高温，分解后颗粒间绝缘效果被破坏，磁粉芯的损耗偏高的缺点，同时也克服使用其它无机粘结剂的磁粉芯不耐水或力学性能不达标等特性。

2、本发明采用全无机绝缘粘结剂，耐热温度达到1000℃，显著提高磁粉芯的力学强度，制备的磁粉芯具有综合的优良的磁学性能和力学性能。

3、本发明尤其适用于铁基磁粉芯，可以大幅度提高其高频性能和品质因素。

具体实施方式

以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。

实施例1

1)将颗粒度小于3微米的无水四硼酸钠、硅酸钠、云母、钠长石与钝化后的铁硅铝金属粉混匀，其中无机粘结剂占磁粉总质量的2.0％。无机粘结剂的质量组成为：无水四硼酸钠占50wt％，硅酸钠占6wt％，云母占20wt％，钠长石20wt％，石英粉4wt％。同时加入金属磁粉总质量0.3wt％的脱模剂硬脂酸锌。

2)混合均匀的粉体制成环形坯体。环形坯体尺寸为：外径26.9mm，内径14.73mm，高为11.15mm。环形坯体在氮气气氛中热处理，冷却得到铁硅铝磁粉芯。

对最终制得的铁硅铝磁粉芯平行样品进行三次测试，性能如表1所示：

实施例2

1)将颗粒度小于3微米的无水四硼酸钠、硅酸钠、高岭土、滑石、石英与钝化后的铁硅铝金属粉混匀，其中无机粘结剂占磁粉总质量的2.2％。无机粘结剂的质量组成为：无水四硼酸钠占60wt％，硅酸钠占6wt％，云母占15wt％，钾长石6，高岭土占9wt％、石英粉4wt％。同时加入磁粉总质量0.3wt％的脱模剂硬脂酸锌。

2)混合均匀的粉压制成环形坯体。环形坯体尺寸为：外径33.00mm，内径19.90mm，高为10.67mm。环形坯体在氮气气氛中热处理，得到铁硅铝磁粉芯。对最终制得的铁硅铝磁粉芯平行样品进行三次测试，性能如表2所示：

实施例3

1)将颗粒度小于3微米的无水四硼酸钠、硅酸钠、高岭土、滑石、石英与钝化后的铁硅金属粉混匀，其中无机粘结剂占磁粉总质量的2.2％。无机粘结剂的质量组成为：无水四硼酸钠占65wt％，硅酸钠占7wt％，高岭土占10wt％，滑石10wt％，石英粉8wt％。同时加入磁粉总质量0.3wt％的脱模剂硬脂酸锌。

2)混合均匀的粉体压制成环形坯体。环形坯体尺寸为：外径17.27mm，内径9.65mm，高为6.35mm。环形坯体在氮气气氛中热处理，冷却得到铁硅磁粉芯。

对最终制得的铁硅磁粉芯平行样品进行三次测试，性能如表3所示：

Claims (3)

1.一种用于金属软磁粉芯的绝缘全无机粘合剂，其特征在于，该全无机粘合剂由硼酸盐、硅酸盐、硅铝酸盐以及石英粉组成，其质量组成如下：

所述硼酸盐为无水四硼酸钠粉末；

所述硅酸盐为硅酸钠粉末；

所述硅铝酸盐为滑石粉、高岭土、钠长石、云母、钾长石中的两种或多种。

2.根据权利要求1所述绝缘全无机粘合剂的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

1)按权利要求1所述质量组成称量，经混合、粉磨，得绝缘全无机粘合剂粉，其粉料粒径在1～3μm范围内；

2)将软磁磁粉进行钝化，使表面形成一层钝化膜，称取步骤(1)得到的绝缘全无机粘合剂粉与之混合，经成型热处理后，得到软磁粉芯；

所述绝缘全无机粘合剂粉的质量占钝化后的软磁磁粉质量的0.5～2.5％。

3.根据权利要求2所述绝缘全无机粘合剂的使用方法，其特征在于，所述步骤(2)的软磁磁粉为铁基金属磁粉。