CN113025927A - 铁基非晶复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

铁基非晶复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种铁基非晶复合材料及其制备方法和应用，所述铁基非晶复合材料具有核壳结构，所述核壳结构的内核为铁基非晶态合金，所述核壳结构的壳层为铁硅铬合金。本发明提供的铁基非晶复合材料，具有核壳结构，该核壳结构的内核为铁基非晶态合金，壳体为铁硅铬合金，在使铁基非晶复合材料具有高饱和磁化强度、高电阻率、低铁损、低矫顽力等软磁特性的同时，还进一步改善了铁基非晶复合材料在制备磁粉芯或一体成型电感过程中的压制成型难度和耐腐蚀性能。

Description

铁基非晶复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种铁基非晶复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
电感是能够将电能转化为磁能，并将磁能储存储起来的电子元件，其主要包含压制成型的磁粉芯，作为电感中的主材料，磁粉芯起着至关重要的作用。随着电子、电力、通信等工业领域的迅速发展，推动了电感高频化的需求。传统的铁氧体的饱和磁感应强度低，不利于小型化，而金属磁粉芯在高频工作时，由于感应涡流导致损耗大，从而限制了它们在高频电感中的应用。目前，所采用的铁基非晶合金粉末由于具有优异的软磁性能，因而可以用来制造高频电感，并广泛应用于5G基站、新能源行业等领域中。然而，铁基非晶合金粉末的硬度比较高，且绝缘包覆处理工艺复杂，导致磁粉芯的压制成型非常困难。
为解决上述问题，部分研究报道将羟基铁粉、铁硅铬粉末与铁基非晶合金粉末机械物理混合，来降低磁粉芯压制成型的难度。
然而，由于上述物理混合，降低磁粉芯压制成型的难度有限，并且还会导致铁基非晶合金粉末的软磁性能优势不能充分体现出来，进而影响其在电感中的应用。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的就是提供一种铁基非晶复合材料及其制备方法和应用，本发明提供的铁基非晶复合材料具有核壳结构，该核壳结构使复合材料不仅具有较好的软磁特性(例如饱和磁化强度、电阻率、矫顽力、低铁损等)和耐腐蚀性能，且容易压制成型得到磁粉芯或电感。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一个方面，本发明提供了一种铁基非晶复合材料，所述铁基非晶复合材料具有核壳结构，所述核壳结构的内核为铁基非晶态合金，所述核壳结构的壳层为铁硅铬合金。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金的化学组成如式(Ⅰ) 所示：
Fe(100-x-y-m-n)SixByEmFn (Ⅰ)
其中，E选自C、P元素中的任意一种，F为选自Cr、Mn、Co、Ni、Mo 元素中的任意一种；其中4﹤x﹤11，6﹤y﹤13，0≤m﹤6，0≤n﹤8。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金选自如下一种或多种：Fe78Si10B12、Fe76Si8B10C2Cr4、Fe79Si6B10C5、Fe79Si6B10P5和Fe78Si8B12PCo。在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金的平均粒度D50为 10-30μm，且10-30％的所述铁基非晶态合金的粒度分布在37-53μm。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金的粉末呈球状。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁硅铬合金的化学组成如(Ⅱ)所示：
Fe(100-a-b)SiaCrb (Ⅱ)
其中，4≤a﹤12，2﹤b﹤10。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁硅铬合金选自如下的一种或多种：Fe85Si5.4Cr9.6、Fe86Si6Cr8和Fe82Si9Cr9。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金和所述铁硅铬合金经过雾化处理形成具有核壳结构的铁基非晶复合材料。
第二个方面，本发明提供了一种如上述任一实施方案中所述的铁基非晶复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
1)形成铁硅铬合金熔体；
2)将铁基非晶态合金粉末进行还原处理，且还原处理后的铁基非晶态合金粉末的含氧量控制在50ppm以下；
3)将所述铁硅铬合金熔体与所述铁基非晶态合金粉末进行雾化复合处理后，经冷却后形成所述铁基非晶复合材料。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁硅铬合金由如下原料制备得到：纯度至少为99.9％的铁、纯度至少为99.9％的硅及纯度至少为99.9％的铬。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁硅铬合金在1600-1700℃下形成熔体，其中，过热度控制在100-200℃。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶合金的粉末通过机械破碎法或雾化法获得。
在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶合金的粉末通过破碎法获得，破碎后的铁基非晶态合金的粉末粒度为10-53μm。
在本发明一些可选的实施方案中，在雾化复合过程中，所述铁基非晶态合金粉末的喷射速度为20-100m/s，所述铁基非晶态合金粉末的喷射角度为 30-60°。
第三个方面，基于上述铁基非晶复合材料的特性，本发明进一步提供了一种磁粉芯，所述磁粉芯通过上述任一项实施方案中所述的铁基非晶复合材料制得。
第四个方面，基于上述磁粉芯的特性，本发明提供了一种电感，所述电感包括上述实施方案中所述的磁粉芯。
本发明提供的实施方案，至少具有如下有益效果：
1)本发明提供的铁基非晶复合材料，具有核壳结构，该核壳结构的内核为铁基非晶态合金，壳体为铁硅铬合金，在使铁基非晶复合材料具有高饱和磁化强度、高电阻率、低铁损、低矫顽力等软磁特性的同时，还进一步改善了铁基非晶复合材料的压制成型难度及耐腐蚀性能。
2)本发明提供的上述铁基非晶复合材料的制备方法，该方法操作简单，且制备得到的铁基非晶复合材料粒度分布均匀，并具有较好的软磁特性。此外，该方法复合效率高，进而能够提高生产效率。
3)本发明提供的磁粉芯，由于该磁粉芯由上述磁性复合粉末压制成型制得，因此具有较好的软磁特性。
4)本发明提供的电感，由于该电感包含有上述磁粉芯，因此，电感在保持较好特性的同时，还能够实现小型化。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明提供的铁基非晶复合材料及其制备方法和应用所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1(a)和(b)为本发明实施例1和实施例2提供的铁基非晶复合材料中铁基非晶态合金的电子扫描显微镜(SEM)图；
图2(a)和(b)为本发明实施例1所制备得到铁基非晶复合材料与铁硅铬合金粉末的示意图；
图3为本发明实施例1和实施例2提供的铁基非晶复合材料的X射线衍射图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，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。
此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
本发明提供了一种铁基非晶复合材料，该铁基非晶复合材料具有核壳结构，核壳结构的内核为铁基非晶态合金，核壳结构的壳层为铁硅铬合金。
本发明提供的铁基非晶态合金具有优异的软磁性能(例如低矫顽力、低损耗等)和高电阻率，通过上述壳层的包裹后，铁基非晶复合材料不仅具有较好的软磁性能和高电阻率，而且还能够提高铁基非晶复合材料的饱和磁化强度，及降低压制成型的难度。另外，使用铁硅铬合金作为壳层，还能够提高铁基非晶复合材料的耐腐蚀性能。
进一步的，本发明提供的铁基非晶复合材料，其具有较低的矫顽力，例如5-6Oe。在一些具体实施方案中，该矫顽力可以但不限于为5.1Oe、5.2Oe、 5.3Oe、5.4Oe、5.5Oe、5.6Oe、5.7Oe、5.8Oe、5.9Oe、6Oe。
本发明在具有较低矫顽力的同时，还具有高电阻率，例如110-120μΩ.cm。在一些具体的实施方案中，铁基非晶复合材料的电阻率可以但不限于为 110μΩ.cm、111μΩ.cm、112μΩ.cm、113μΩ.cm、114μΩ.cm、115μΩ.cm、 116μΩ.cm、117μΩ.cm、118μΩ.cm、119μΩ.cm、120μΩ.cm。
另外，发明提供的铁基非晶复合材料还具有较高的饱和磁化强度，例如 160-170emu/g。在一些具体实施方案中，该饱和磁化强度可以但不限于为 160emu/g、161emu/g、162emu/g、163emu/g、164emu/g、165emu/g、166emu/g、 167emu/g、168emu/g、169emu/g、170emu/g。
本发明提供的铁基非晶复合材料除上述低矫顽力、高电阻率及高饱和磁化强度外，还具有较好的耐腐蚀性能。将铁基非晶复合材料置于35℃，质量浓分散为35％、pH为6.5-7.2的NaCl溶液中，浸泡24h后取出，发现铁基非晶复合材料表面无明显的腐蚀现象。
在本发明一些可选的实施方案中，作为内核的铁基非晶态合金，其化学组成如式(Ⅰ)所示：
Fe(100-x-y-m-n)SixByEmFn (Ⅰ)
其中，E选自C、P元素中的任意一种，F为选自Cr、Mn、Co、Ni、Mo 元素中的任意一种；其中4﹤x﹤11，例如x可以但不限于为5、6、7、8、9、 10；6﹤y﹤13，例如y可以但不限于为7、8、9、10、11、12；0≤m﹤6，例如m可以但不限于为0、1、2、3、4、5；0≤n﹤8，例如n可以但不限于为0、1、2、3、4、5、6、7。
进一步的，在一些具体的实施方案中，铁基非晶态合金可以选择 Fe78Si10B12、Fe76Si8B10C2Cr4、Fe79Si6B10C5、Fe79Si6B10P5和Fe78Si8B12PCo中的任意一种或多种混合。在此需要说明的是，上述铁基非晶态合金可以商购获得。
更进一步的，上述各实施方案中铁基非晶态合金粉末的平均粒度D50为 10-30μm，这样可以制备得到粒度较小的铁基非晶复合材料。当电感的磁粉芯含有上述铁基非晶复合材料时，可以提高电感的高频性能。
在一些具体实施方案中，平均粒度D50可以但不限于为10μm、11μm、 12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、 22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm、30μm。
进一步的，平均粒度D50占总粒度的比例为70-90％，例如70％、71％、 72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、 84％、85％、86％、87％、88％、89％。
在另外一些实施方案中，上述铁基非晶态合金粉末的粒度分布在 37-53μm，例如37μm、38μm、39μm、40μm、41μm、42μm、43μm、44μm、 45μm、46μm、47μm、48μm、49μm、50μm、51μm、52μm、53μm。
进一步的，粒度分布在37-53μm范围内占总粒度的比例为10-30％的所述铁基非晶态合金的粒度分布在37-53μm，例如10％、11％、12％、13％、14％、 15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、 27％、28％、29％、30％。
在本发明一些可选的实施方案中，为了能够降低铁基非晶态合金的包覆难度，本发明中的铁基非晶态合金的粉末可以为片状或球状。片状的铁基非晶态合金的粉末具有尖锐的边角，若采用机械混合，可能会增加后续绝缘包覆的难度，甚至还会刺穿绝缘包覆层，进而影响其性能。在本发明的实施例中，片状的铁基非晶态合金作为内核，通过雾化复合使其外部具有壳层，则不会出现上述刺穿的现象；相比片状的铁基非晶合金粉末，球状的铁基非晶合金粉末由于没有尖锐的边角，从而使压制成型所得到磁粉芯具有较好的性能。在本发明的一些具体实施方案中，可以选择球状的铁基非晶合金粉末。
作为壳层的铁硅铬合金，不仅能够改善铁基非晶态合金的饱和磁化强度及压制成型的难度，而且还能够提高铁基非晶复合材料的腐蚀性能。在本发明一些可选的实施方案中，铁硅铬合金的化学组成如(Ⅱ)所示：
Fe(100-a-b)SiaCrb (Ⅱ)
其中，4≤a﹤12，例如a可以但不限于为4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、 6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、 7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、 9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4、 10.5、10.6、10.7、10.8、10.9、11.0、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、 11.7、11.8、11.9、12.0；2﹤b﹤10，例如b可以但不限于为3.0、3.1、3.2、 3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、 4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、 6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、 9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9。
进一步的，在一些具体的实施方案中，铁硅铬合金可以选择Fe85Si5.4Cr9.6、Fe86Si6Cr8和Fe82Si9Cr9中的任意一种或多种组合。在此需要说明的是，上述铁硅铬合金可以通过商购获得。
在本发明一些可选的实施方案中，铁基非晶态合金和铁硅铬合金经过雾化复合处理形成具有核壳结构的铁基非晶复合材料。该铁基非晶复合材料具有高饱和磁化强度、高电阻率、低铁损、低矫顽力等磁特性的同时，还具有较好的耐腐蚀性能，并且容易压制成型制成磁粉芯或电感。
本发明还提供了上述铁基非晶复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
1)形成铁硅铬合金熔体；
2)将铁基非晶态合金的粉末进行还原处理，且还原处理后的铁基非晶态合金粉末的含氧量控制在50ppm以下；
3)将上述铁硅铬合金熔体与铁基非晶态合金粉末进行雾化复合处理后，经冷却后形成所述铁基非晶复合材料。
具体的，在步骤1)中，将纯度至少为99.9％的铁、纯度至少为99.9％的铬投入到中频炉内，于1400-1500℃下将上述原料软化，然后投入纯度至少为 99.9％的硅，继续升温至1700℃，保持100-200℃的过热度，待原料全部熔化后，将上述熔化形成的铁硅铬合金熔体通入到雾化塔内与铁基非晶态合金粉末进行雾化复合处理。
在雾化复合处理前，将铁基非晶带材通过机械破碎法或铁基非晶合金雾化法得到铁基非晶态合金粉末，其中雾化法可以选择水气联合雾化、水雾化法、旋转水雾化法、非真空气雾化法或真空气雾化法；再将铁基非晶态合金粉末进行还原预处理，以去除粉末表面的氧化物层，提高壳体与内核的结合强度，并改善复合粉末的软磁性能。
经还原预处理后的铁基非晶态合金粉末的含氧量控制在50ppm以下，在惰性气体的保护下，并经过离心力的作用，于20-100m/s的喷射速度进入雾化塔内与铁硅铬合金熔体接触，并对其进行雾化，在雾化复合过程中，铁基非晶态合金粉末与铁硅铬合金熔体充分接触，在表面张力的作用下，铁硅铬合金熔体在铁基非晶态合金粉末的表面形成厚度均匀的液膜，并快速凝固形成铁基非晶复合材料。
在本发明的一些实施方案中，在雾化复合过程中，未与铁基非晶态合金粉末复合的铁硅铬合金熔体在铁基非晶态合金粉末的高速喷射流作用下充分雾化形成细小的铁硅铬合金粉末，该细小的铁硅铬合金粉末掺杂在复合材料中，如图3所示，经分离后得到本发明的铁基非晶复合材料。
为了能够显著提高复合材料的复合效率，铁基非晶态合金粉末的喷射速度控制在30-60°。在具体的一些实施方案中，喷射角度可以但不限于为30°、 31°、32°、33°、34°、35°、36°、37°、38°、39°、40°、41°、42°、43°、44°、 45°、46°、47°、48°、49°、50°、51°、52°、53°、54°、55°、56°、57°、58°、 59°、60°。
进一步的，基于上述铁基非晶复合材料的特性，本发明还提供了一种磁粉芯，该磁粉芯通过上述任一项实施方案中的铁基非晶复合材料制得。
更进一步的，基于上述磁粉芯的特性，本发明还提供了一种电感，该电感包括上述实施方案中的磁粉芯。
可以理解的是，上述电感可以为一体成型电感，也可以是常规电感。
以下，通过具体实施例对本发明的铁基非晶复合材料及其制备方法进行详细的介绍。
如无特别说明，以下实施例和对比例中所用化学材料及仪器，均为常规化学材料及常规仪器，均可商购获得。
实施例1
本实施例提供了一种铁基非晶复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
1)形成铁硅铬合金熔体
提供60kg原料，其中，原料中Fe、Si、Cr元素原子百分比为82:9:9，且纯度均为99.9％，将Fe、Cr投入到中频炉中，于1500℃下将上述原料软化，然后投入硅，继续升温至1600℃，保持150℃的过热度，待原料全部熔化后，获得铁硅铬合金熔体；
2)将破碎后的Fe78Si10B12进行还原处理，且还原处理后的铁基非晶态合金粉末的含氧量为40ppm，其粒度为25μm；
3)将上述铁硅铬合金熔体以6kg/min的速度注入雾化塔内，上述铁基非晶态合金粉末经过离心机后，以40m/s的速度经过喷射角度为35°的喷射口进入雾化塔内，与铁硅铬合金熔体充分接触，在表面张力的作用下，铁硅铬合金熔体在铁基非晶态合金粉末的表面形成厚度均匀的液膜，并快速凝固形成铁基非晶复合材料，其中，在雾化复合过程中，未与铁基非晶合金粉末复合的铁硅铬熔体会形成细小的铁硅铬合金粉末，经分离后，获得铁基非晶复合材料。
图1(a)为本实施例所制备的铁基非晶复合材料中铁基非晶态合金的 SEM图，从图中可看成，铁基非晶态合金呈片状。
图2(a)中为本实施例所制得的铁基非晶复合材料中铁基非晶合金粉末的XRD图。
图3为本实施例所得到的的铁基非晶复合材料和铁硅铬合金粉末的示意图。
实施例2
本实施例提供了一种铁基非晶复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
1)形成铁硅铬合金熔体
提供60kg原料，其中，原料中Fe、Si、Cr元素原子百分比为86:6:8，且纯度均为99.9％,将Fe、Cr投入到中频炉中，于1400℃下将上述原料软化，然后投入硅，继续升温至1700℃，保持100℃的过热度，待原料全部熔化后，获得铁硅铬合金熔体；
2)将Fe76Si8B10C2Cr4进行旋转水雾化处理形成粉末，然后对得到的粉末进行还原处理，且还原处理后的铁基非晶态合金粉末的含氧量为50ppm，其粒度为20μm；
3)将上述铁硅铬合金熔体以6kg/min的速度注入雾化塔内，上述铁基非晶态合金粉末经过离心机后，以60m/s的速度经过喷射角度为45°的喷射口进入雾化塔内，与铁硅铬合金熔体充分接触，在表面张力的作用下，铁硅铬合金熔体在铁基非晶态合金粉末的表面形成厚度均匀的液膜，并快速凝固形成铁基非晶复合材料，其中，在雾化复合过程中，未与铁基非晶合金粉末复合的铁硅铬熔体会形成细小的铁硅铬合金粉末，经分离后，获得铁基非晶复合材料。
图1(b)为本实施例所制备的铁基非晶复合材料中铁基非晶态合金的 SEM图，从图中可看成，铁基非晶态合金呈球状，，该合金的D50约为20μm。
图2(b)中为本实施例所制得的铁基非晶复合材料中铁基非晶合金粉末的XRD图。
实施例3
本实施例提供了一种铁基非晶复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
1)形成铁硅铬合金熔体
提供60kg原料，其中，原料中Fe、Si、Cr元素原子百分比为85:5.4:9.6，且纯度均为99.9％,将Fe、Cr投入到中频炉中，于1550℃下将上述原料软化，然后投入硅，继续升温至1650℃，保持100℃的过热度，待原料全部熔化后，获得铁硅铬合金熔体；
2)将Fe79Si6B10P5进行真空气雾化处理形成粉末，然后对该粉末进行还原处理，且还原处理后的铁基非晶态合金粉末的含氧量为20ppm，其粒度为10μm；
3)将上述铁硅铬合金熔体以6kg/min的速度注入雾化塔内，上述铁基非晶态合金粉末经过离心机后，以80m/s的速度经过喷射角度为60°的喷射口进入雾化塔内，与铁硅铬合金熔体充分接触，在表面张力的作用下，铁硅铬合金熔体在铁基非晶态合金粉末的表面形成厚度均匀的液膜，并快速凝固形成铁基非晶复合材料，其中，在雾化复合过程中，未与铁基非晶合金粉末复合的铁硅铬熔体会形成细小的铁硅铬合金粉末，经分离后，获得铁基非晶复合材料。
对比例1
采用实施例1中的铁基非晶态合金粉末作为对比例，不进行雾化复合处理。
对比例2
采用实施例2中的铁基非晶态合金粉末作为对比例，不进行雾化复合处理。
VSM测试
将实施例1-3及对比例1-2制得的材料通过振动样品磁强计(VSM)进行测试饱和磁化强度及矫顽力，其中，样品的质量为20mg左右，振动样品磁强计的磁场测试条件为±2.5T，测试结果如表1所示。
电阻率测试
将实施例1-3及对比例1-2所得到的材料制成条形样品，采用四探针电阻率测试仪测量室温下的电阻率，测试结果如表1所示。
盐雾测试
将实施例1-3及对比例1-2制得的材料分别置于置于35℃，质量浓度为 35％、pH为6.5-7.2的NaCl溶液中，浸泡24h后取出，观察材料表面是否出现锈点，其测试结果如表1所示。
表1
试验组 饱和磁化强度(emu/g) 矫顽力(Oe) 电阻率(μΩ.cm) 耐腐蚀性
实施例1 170 6 120 无锈点
实施例2 165 5.5 115 无锈点
实施例3 160 5 110 无锈点
对比例1 150 3.5 140 有锈点
对比例2 145 3.5 136 有锈点
从表1可以看出，实施例1相比于对比例1，其饱和磁化强度得到明显改善，并且还具有较好的耐腐蚀性能。
压制成型测试
通过添加不同质量分数的硅树脂粘结剂在800MPa的条件下来压制成型得到外径14mm、内径6mm的圆环磁粉芯，其中，硅树脂粘结剂的质量分数作为压制成型难度的关键指标。压制成型得到的磁粉芯，若使用硅树脂粘结剂质量分数越低，其压制成型的难度越低；否则，相反。
表2
Figure BDA0002868574820000121
另注：“_”表示未成型，“O”表示成型。
由表2可知，相比于单纯铁基非晶合金粉末及其与铁硅铬粉末机械混合，本发明提供的铁基非晶复合材料在压制成型制造磁粉芯时，使用的硅树脂粘结剂的质量分数较小，从而表明本发明的铁基非晶复合材料更容易压制成型。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种铁基非晶复合材料，其特征在于，所述铁基非晶复合材料具有核壳结构，所述核壳结构的内核为铁基非晶态合金，所述核壳结构的壳层为铁硅铬合金。
2.根据权利要求1所述的铁基非晶复合材料，其特征在于，所述铁基非晶态合金的化学组成如式(Ⅰ)所示：
Fe(100-x-y-m-n)SixByEmFn (Ⅰ)
其中，E选自C、P元素中的任意一种，F为选自Cr、Mn、Co、Ni、Mo元素中的任意一种；其中4﹤x﹤11，6﹤y﹤13，0≤m﹤6，0≤n﹤8。
3.根据权利要求2所述的铁基非晶复合材料，其特征在于，所述铁基非晶态合金选自如下一种或多种：Fe78Si10B12、Fe76Si8B10C2Cr4、Fe79Si6B10C5、Fe79Si6B10P5和Fe78Si8B12PCo。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铁基非晶复合材料，其特征在于，所述铁硅铬合金的化学组成如式(Ⅱ)所示：
Fe(100-a-b)SiaCrb (Ⅱ)
其中，4≤a﹤12，2﹤b﹤10。
5.根据权利要求4所述的铁基非晶复合材料，其特征在于，所述铁硅铬合金选自如下的一种或多种：Fe85Si5.4Cr9.6、Fe86Si6Cr8和Fe82Si9Cr9。
6.根据权利要求1-5任一项所述的铁基非晶复合材料，其特征在于，所述铁基非晶态合金和所述铁硅铬合金经过雾化复合处理形成具有核壳结构的铁基非晶复合材料。
7.如权利要求1-6任一项所述的铁基非晶复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)形成铁硅铬合金熔体；
2)将铁基非晶态合金粉末进行还原处理，且还原处理后的铁基非晶态合金粉末的含氧量控制在50ppm以下；
3)将所述铁硅铬合金熔体与所述铁基非晶态合金粉末进行雾化复合处理后，经冷却后形成所述铁基非晶复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在雾化复合过程中，所述铁基非晶态合金粉末的喷射速度为20-100m/s，所述铁基非晶态合金粉末的喷射角度为30-60°。
9.一种磁粉芯，其特征在于，所述磁粉芯通过权利要求1-6任一项所述的铁基非晶复合材料制得。
10.一种电感，特征在于，所述电感包括权利要求9所述的磁粉芯。
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