CN108987024A - 一种超低损耗的铁硅铝磁芯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种超低损耗的铁硅铝磁芯，其含量为9％～9.8％的Si，5.5％～6％的Al，余量为Fe；上述超低损耗的铁硅铝磁芯的制备方法，包括真空熔炼、气雾化制粉、粉末退火、粒度选择、绝缘处理、二次绝缘、压制成型、热处理、涂装等步骤。依照本发明制备的铁硅铝磁芯具有更低的损耗以及更好的直流偏置能力，可以有效地满足更高性能电子器件的要求。

Description

一种超低损耗的铁硅铝磁芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及软磁材料的制造方法，特别涉及超低损耗的铁硅铝磁芯制备方法。
背景技术
电子技术的发展对电子器件的高频化、高功率密度化、小型化及抗电磁干扰的要求更加突出，这就要求其核心材料向更低损耗、更高的直流偏置能力、优良的频率特性以及更好的温度稳定性方向发展。铁硅铝粉末材料具有低磁致伸缩能力，优良的宽频以及温度特性。
传统的铁硅铝粉末以破碎法为主，其制备方法成熟，成本较低，损耗较低，直流偏置能力良好。而气雾化铁硅铝粉末材料具有更低的损耗，以及更好的直流偏置能力，可以有效地满足更高性能电子器件的要求。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种超低损耗的铁硅铝磁芯，以满足在磁导率较高的情况下损耗较低；本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述超低损耗的铁硅铝磁芯的制备方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案如下：
本发明所述的一种超低损耗的铁硅铝磁芯，由以下组分组成：
铁硅铝粉末，其中Si的含量为9％～9.8％，Al的含量为5.5％～6％，余量为Fe。
优选的，铁硅铝粉末含量为84.4％的Fe，9.6％的Si，6％的Al。
本发明所述的一种超低损耗的铁硅铝磁芯的制备方法，包括以下步骤：
S1，真空熔炼：将9％～9.8％的Si，5.5％～6％的Al，余量为Fe的铁硅铝粉末进行真空熔炼；
S2，气雾化制粉：在氮气中进行气雾化喷粉方式制粉；
S3，粒度选择：用筛网进行粒度选择，粒度分布在-180至200目；
S4，粉末退火：在730℃的氮气中进行退火，退火时间为1～1.5小时；
S5，绝缘处理：过筛后的铁硅铝粉末加热至50至70℃，加入磷酸溶液，搅拌均匀后升温至180至220℃，直至干燥；
S6，二次绝缘：加入液体硅树脂溶液，搅拌均匀，加热至140～150℃，持续搅拌直至干燥；
S6，压制成型：用压力为15～20t/cm2的压机压制成型；
S7，热处理：在730℃氮气中烧结；
S8，涂装：用环氧树脂漆涂覆在铁硅铝软磁材料表面。
优选的，S1中铁硅铝粉末含量为84.4％Fe，9.6％Si，6％Al。
优选的，S4中退火时间为30～45min。
优选的，S5中的磷酸溶液比例为5.5wt％～8.0wt％。
优选的，S6的液体硅树脂溶液浓度为1.3wt％～2.1wt％。
优选的，S8中的烧结时间为30～45min。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：
以本说明书制备的铁硅铝磁芯具有更低的损耗以及更好的直流偏置能力，可以有效地满足更高性能电子器件的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
以84.4％Fe，9.6％Si，6％Al的配比进行熔炼，在高纯N2氛围保护下进行气雾化喷粉，粒度选择在-180目至-200目以下，将筛选后的粉末在730℃N2氛围下退火，高温段退火时间为1.5h；取200目粉末，加热至50～70℃，加入磷酸溶液5.5wt％～8.0wt％，混合搅拌均匀，升温至180～220℃，加热搅拌直至干燥，在730℃N2氛围下退火，高温段退火时间为30～45min，加入液体硅树脂溶液1.3wt％～2.1wt％，混合搅拌均匀，加热至140～150℃，加热搅拌直至干燥；加入脱模剂、低熔点玻璃粉等组分混合均匀，压制成型，成型压力控制在15～20t/cm2范围内，生坯在730℃N2氛围保护下烧结，高温段烧结时间为30～45min；采用环氧树脂胶进行固化后用环氧树脂漆进行表面喷漆。
实施例2：以84.4％Fe，9.6％Si，6％Al的配比进行真空熔炼，在高纯N2氛围保护下进行气雾化喷粉，粒度选择在-180目～-200目以下，取-200目粉末，加热至50～70℃，加入磷酸溶液5.5wt％～8.0wt％，混合搅拌均匀，升温至180～220℃，加热搅拌直至干燥，在730℃N2氛围下退火，高温段退火时间为30～45min，加入液体硅树脂溶液1.3wt％～2.1wt％，混合搅拌均匀，加热至140～150℃，加热搅拌直至干燥；加入脱模剂、低熔点玻璃粉等组分混合均匀，压制成型，成型压力控制在15～20t/cm2范围内，生坯在730℃N2氛围保护下烧结，高温段烧结时间为30～45min；采用环氧树脂胶进行固化后用环氧树脂漆进行表面喷漆。
实施例1作为优选方案，采用该技术方案制备的磁芯具有以下优势：
1、直流偏置能力高,μ＝60，DC Bias在55％以上(100Oe,20kHz)；
2、较高的品质因数，超低的功率损耗值，损耗值130mW/cm3；
3、可适应频率范围极高，约1MHz；
4、温度稳定性好。
表1给出了传统破碎法铁硅铝，市售气雾化铁硅铝和本发明的直流偏置能力以及损耗对比。根据表1中数据显示，直流偏置能力：本发明>市售气雾化铁硅铝>破碎法铁硅铝，单位体积磁芯损耗：本发明<市售气雾化铁硅铝<破碎法铁硅铝。气雾化铁硅铝性能极大地优于传统破碎法铁硅铝，且明显优于市售气雾化铁硅铝，达到技术领先，市场领先的水平。
表2给出了高温退火以及N2还原对气雾化合金粉末电气性能的影响。根据表2中数据显示，气雾化铁硅铝合金粉末退火，可以较小提高产品的直流偏置能力，有效的降低磁芯损耗。
此外，需要说明的是，尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解为本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超低损耗的铁硅铝磁芯，其特征在于，该铁硅铝磁芯由以下组分组成：
铁硅铝粉末，其中Si的含量为9％～9.8％，Al的含量为5.5％～6％，余量为Fe。
2.如权利要求1所述的一种超低损耗的铁硅铝磁芯，其特征在于，铁硅铝粉末含量为84.4％的Fe，9.6％的Si，6％的Al。
3.如权利要求1-2任一项所述的一种超低损耗的铁硅铝磁芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，真空熔炼：将9％～9.8％的Si，5.5％～6％的Al，余量为Fe的铁硅铝粉末进行真空熔炼；
S2，气雾化制粉：在氮气中进行气雾化喷粉方式制粉；
S3，粒度选择：用筛网进行粒度选择，粒度分布在-180至-200目；
S4，粉末退火：在730℃的氮气中进行退火，退火时间为1～1.5小时；
S5，绝缘处理：过筛后的铁硅铝粉末加热至50至70℃，加入磷酸溶液，搅拌均匀后升温至180至220℃，持续搅拌直至干燥；
S6，二次绝缘：加入液体硅树脂溶液，搅拌均匀，加热至140～150℃，持续搅拌直至干燥；
S7，压制成型：用压力为15至20t/cm2的压机压制成型；
S8，热处理：在730℃氮气中烧结；
S9，涂装：用环氧树脂漆涂覆在铁硅铝软磁材料表面。
4.如权利要求3所述的超低损耗的铁硅铝磁芯制备方法，其特征在于，S1中的铁硅铝粉末含量为84.4％Fe，9.6％Si，6％Al。
5.如权利要求4所述的超低损耗的铁硅铝磁芯制备方法，其特征在于，S4中的退火时间为30～45min。
6.如权利要求5所述的超低损耗的铁硅铝磁芯制备方法，其特征在于，S5中的磷酸溶液比例为5.5wt％～8.0wt％。
7.如权利要求6所述的超低损耗的铁硅铝磁芯制备方法，其特征在于，S6的液体硅树脂溶液浓度为1.3wt％～2.1wt％。
8.如权利要求7所述的超低损耗的铁硅铝磁芯制备方法，其特征在于，S8中的烧结时间为30～45min。
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