CN109065316A - 一种高磁导率的铁硅磁芯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高磁导率的铁硅磁芯及其制备方法，该铁硅合金软磁材料由铁硅粉末组成，其中Si的重量含量为2％‑6％，余量为Fe。本发明的铁硅磁芯具有较高的磁导率，较高的品质因数，较低的功率损耗值，高能量贮存能力，高直流偏置能力，高饱和磁感应强度。

Description

一种高磁导率的铁硅磁芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及软磁材料及其制备方法，特别涉及一种高磁导率的铁硅磁芯及其制备方法。
背景技术
如今能量的利用受到人们越来越多的注意，而各种电源电器之间的功率交换也逐渐被人们重视。特别是高磁导率、低损耗的铁硅合金软磁材料因具有极大的应用潜力，被国内外软磁企业积极研究和开发。目前市场上虽存在铁硅合金的软磁材料，但在适应高要求的交换功率利用率方面依然不理想，而对磁芯的高饱和磁感应强度，高直流偏置能力，高能量贮存能力以及较高的磁导率，较低的损耗等特性提出了更高的要求。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种高磁导率的铁硅磁芯，以满足对高磁导率、低损耗软磁材料的市场需求；本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述铁硅磁芯的制备方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案如下：
本发明所述的一种高磁导率的铁硅磁芯，由以下组分组成：
铁硅粉末，其中Si的重量含量为2％-6％，余量为Fe；
优选的，铁硅粉末中Si含量为4％。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案如下：
本发明所述的一种高磁导率的铁硅磁芯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)制粉：将Si与Fe采用气雾化方式制粉，其中Si的重量含量为2％-6％，余量为Fe；
(2)焙炒：将制得的铁硅粉末焙炒至温度80℃-120℃时加入重量为铁硅合金粉末重量的0.1％-0.6％的磷酸稀释液，混合均匀后再继续焙炒至干燥；
(3)压制成型：对铁硅粉末进行压制，压力为15-26吨/cm2；
(4)热处理：在温度600-900℃的热处理炉内通入氮气，热处理时间为60-150分钟；
(5)表面涂覆：将环氧树脂涂覆在铁硅合金软磁材料的表面。、优选的，铁硅粉末中Si含量为4％。
优选的，磷酸稀释液为铁硅粉末重量的0.2％-0.5％。
采用本发明的制备方法可以制成制得外径26.9mm、内径14.7mm、高度11.2mm的铁硅材料磁芯。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：制作工艺简单，使用设备简单；产品具有较高的磁导率，较高的品质因数，较低的功率损耗值；高能量贮存能力，高直流偏置能力，高饱和磁感应强度。
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。
采用96％的铁和4％的硅通过传统气雾化制粉方式，制成铁硅粉末。取1000g上述铁硅粉末焙炒至温度达到100℃时加入重量为铁硅合金粉末重量的0.4％的磷酸稀释液进行表面处理，混合均匀后再继续焙炒至干燥；对铁硅粉末进行压制成型，成型压力在20吨/cm2；对成型后的磁芯进行热处理，控制温度在750℃左右，并向炉内通入氮气作为保护，时间为120分钟；最后将环氧树脂漆涂覆在材料表面，制得外径为26.9mm，内径为14.7mm，高度为11.2mm的铁硅材料磁芯。
(1)f,L,μ,Q测试
铜丝采用Ф0.8mm，线圈匝数为34匝，其磁性能参数如下表：
(2)功率损耗测试
铜丝采用Ф0.8mm，线圈匝数为34匝，其磁性能参数如下表：
频率f(kHz) 磁通密度Bpk(Gauss) 功率损耗(mW/cm3)
25 500 56.32
25 1000 264.86
50 500 133.54
50 1000 585.54
(3)直流偏置性能测试
铜丝采用Ф0.8mm，线圈匝数为34匝，其磁性能参数如下表：
磁场(Oe) 0 50 100
电感量L(μH) 130.97 100.01 61.64
(4)饱和磁感应强度测试
铜丝初级线圈采用0.5mm，匝数为200匝，次级线圈采用0.29mm，匝数为50匝，使用B-H回线测试仪测试，其磁性能参数如下表：
饱和磁感应强度(Gauss)
产品 16000
此外，需要说明的是，本说明书只是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高磁导率的铁硅磁芯，其特征在于：该铁硅磁芯由以下组分组成：
铁硅粉末，其中Si的重量含量为2％-6％，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种高磁导率的铁硅磁芯，其特征在于：铁硅粉末中Si含量为4％。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种高磁导率的铁硅磁芯的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，
(1)制粉：将Si与Fe采用气雾化方式制粉，其中Si的重量含量为2％-6％，余量为Fe；
(2)焙炒：将制得的铁硅粉末焙炒至温度80℃-120℃时加入重量为铁硅合金粉末重量的0.1％-0.6％的磷酸稀释液，混合均匀后再继续焙炒至干燥；
(3)压制成型：对铁硅粉末进行压制，成型压力为15-26吨/cm2；
(4)热处理：在温度600-900℃的热处理炉内通入氮气，热处理时间为60-150分钟；
(5)表面涂覆：将环氧树脂涂覆在铁硅合金软磁材料的表面。
4.根据权利要求3所述的一种高磁导率的铁硅磁芯的制备方法，其特征在于：铁硅粉末中Si含量为4％。
5.根据权利要求3所述的一种高磁导率的铁硅磁芯的制备方法，其特征在于：磷酸稀释液为铁硅粉末重量的0.2％-0.5％。
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