CN113257509A - 可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法 - Google Patents
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Abstract
一种可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其包含下列步骤：制备材料步骤，注入溶液A步骤，调整酸碱值步骤，温度控制步骤，注入溶液B、C步骤，注入氮气步骤，搅拌与震荡步骤，真空抽滤步骤，清洗烘干步骤，本发明的积层电感材料制法可使合金粉末表面均匀包覆绝缘层，进而可达到提升饱和电流及降低磁损量的效果。
Description
技术领域
本发明为材料制法，尤指一种可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法。
背景技术
一般积层电感制作前，其需将铁合金粉末材料1按照一定的比例混和，如图1所示，后将铁合金粉末材料1经由制成薄带且薄带上具有电感线圈图形，再将薄带堆栈形成积层电感，而当积层电感需要提升饱和电流或降低磁损量时，往往因其铁合金粉末材料1本身导电，致使无法有效提升饱和电流及提高磁损量，因而造成质量因子的降低。
因此，本案发明人鉴于上述不足提出一种可提升饱和电流，同时降低磁损量，供制成积层电感后，可有效提升质量因子的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，本发明亦可通用于各式粉末材料表面的合成，其包含下列步骤：
制备材料步骤：将铁合金粉末材料放入一反应槽中，该铁合金粉末材料粒径约为2～20μm，该反应槽中具有一pH酸碱计、一搅拌装置、一温度计，该搅拌装置为均质机，又该温度计为热电偶温度计。
注入溶液A步骤：将溶液A注入制备材料步骤的反应槽内，该溶液A为草酸胺(CH3COO)NH4与氢氧化物MOH溶于去离子水，其中M为钾K或钠Na。
调整酸碱值步骤：注入溶液A步骤后，通过该反应槽的pH酸碱计，调整注入溶液A的比例，将pH酸碱值控制在9～12之间，最佳的pH酸碱值约为10左右。
温度控制步骤：调整酸碱值步骤后，通过该反应槽底部具有加热板、循环水系统，并再通过该反应槽的温度计监控温度，使反应槽温度加热维持在50～100℃之间，持续时间约为1～2小时，最佳温度约为70℃。
注入溶液B、C步骤：温度控制步骤后，该反应槽外具有帮浦，该帮浦为蠕动定量帮浦，通过该帮浦添加溶液B、溶液C进入反应槽内，该添加速率约为1.5～4.5mL/min，该溶液B为金属盐类化合物溶于去离子水，其组成的金属元素具有锌Zn、镁Mg、钼Mo、钡Ba、钙Ca、锶Sr、铬Cr、铝Al、硅Si、铁Fe、钒V、钛Ti、锰Mn、钴Co、镍Ni、铜Cu、铟In、锡Sn或铌Nb等，该盐类则包含氯Cl-、硝酸NO3-或草酸C2O4 2-等，又该溶液C为一氧化剂溶于去离子水，其组成为MNO2，其中M为钾K或钠Na。
注入氮气步骤：注入溶液B、C步骤的同时，将N2氮气同时注入反应槽内，其气体通入率为2～5ml/min，其中该N2氮气纯度>98％。
搅拌与震荡步骤：注入溶液B、C步骤与注入氮气步骤进行的同时，使用该反应槽的搅拌装置将反应槽内搅拌均匀，并同时对反应槽施加一超声波震荡，该超声波震荡频率需大于800KHz。
真空抽滤步骤：经由注入溶液B、C步骤、注入氮气步骤以及搅拌与震荡步骤后，待铁合金粉末材料表面包覆反应完成后，即使用真空抽滤方式收集完成的粉末。
清洗烘干步骤：经由真空抽滤步骤后，使用去离子水多次清洗，并放入烘箱烘干至无残余水分，其中烘箱温度为100～150℃，烘烤时间约为1～2小时，即可得到具有绝缘层的铁合金粉末材料，该具有绝缘层的铁合金粉末材料具有约1～50nm的绝缘层均匀包覆，该绝缘层可为单金属氧化物AxOy(x＝0.3～0.4、y＝0.4～0.7)，其中A为金属元素，A可为锌Zn、镁Mg、钼Mo、钡Ba、钙Ca、锶Sr、铬Cr、铝Al、硅Si、铁Fe、钒V、钛Ti、锰Mn、钴Co、镍Ni、铜Cu、铟In、锆Zr、锡Sn或铌Nb等，又该绝缘层也可为多元金属氧化物XZY1-ZFe2O4(z＝0.1～0.8)或为Ferrite(铁氧体)相结构XZY1-ZFe2O4(z＝0.1～0.8)，X和Y为金属元素，X与Y可为锌Zn、镁Mg、钼Mo、钡Ba、钙Ca、锶Sr、铬Cr、铝Al、硅Si、铁Fe、钒V、钛Ti、锰Mn、钴Co、镍Ni、铜Cu、铟In、锆Zr、锡Sn或铌Nb等。
通过铁合金粉末材料经由注入溶液A后，将反应槽内酸碱值控制及温度控制，并在注入溶液B、C步骤与注入氮气步骤时，同时搅拌与震荡，再将反应槽内做真空抽滤并清洗烘干即可得到绝缘合金粉末，该具有绝缘层的铁合金粉末材料使用于积层电感的薄带或印刷线圈泥浆制作上，即可进一步使该积层电感达到提升饱和电流、降低磁损量的效果。
附图说明
图1为现有的铁合金粉末材料示意图。
图2为本发明实施包覆示意图。
图3为本发明的步骤流程图。
图4为本发明具绝缘层包覆的铁合金粉末材料示意图。
附图标记说明：S1-制备材料步骤；S2-注入溶液A步骤；S3-调整酸碱值步骤；S4-温度控制步骤；S5.1-注入溶液B、C步骤；S5.2-注入氮气步骤；S5.3-搅拌与震荡步骤；S6-真空抽滤步骤；S7-清洗烘干步骤；1-铁合金粉末材料；11-绝缘层；2-反应槽；21-溶液A；22-搅拌装置；23-温度计；24-pH酸碱计；25-加热板；26-循环水系统；3-帮浦；31-溶液B；32-溶液C；33氮气；4-超声波震荡。
具体实施方式
请参阅图2、图3所示，本发明的主要目的在于提供一种可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其包含下列步骤：
制备材料步骤S1：将铁合金粉末材料1放入一反应槽2中，该铁合金粉末材料粒径约为2～20μm，该反应槽2中具有一pH酸碱计24、一搅拌装置22、一温度计23，该搅拌装置22为均质机，又该温度计23为热电偶温度计。
注入溶液A步骤S2：将溶液A21注入制备材料步骤S1的反应槽2内，该溶液A21为草酸胺(CH3COO)NH4与氢氧化物MOH溶于去离子水，其中M为钾K或钠Na。
调整酸碱值步骤S3：注入溶液A步骤S2后，通过该反应槽2的pH酸碱计24，调整注入溶液A21的比例，将pH酸碱值控制在9～12之间，最理想的pH酸碱值约为10左右。
温度控制步骤S4：调整酸碱值步骤S3后，通过该反应槽2底部具有加热板25、循环水系统26，并再通过该反应槽2的温度计23监控温度，使反应槽2温度加热维持在50～100℃之间，持续时间约为1～2小时，最佳温度约为70℃。
注入溶液B、C步骤S5.1：温度控制步骤S4后，该反应槽2外具有帮浦3，该帮浦3为蠕动定量帮浦，通过该帮浦3添加溶液B31、溶液C32进入反应槽2内，该添加速率约为1.5～4.5mL/min，该溶液B31为金属盐类化合物溶于去离子水，其组成的金属元素具有锌Zn、镁Mg、钼Mo、钡Ba、钙Ca、锶Sr、铬Cr、铝Al、硅Si、铁Fe、钒V、钛Ti、锰Mn、钴Co、镍Ni、铜Cu、铟In、锡Sn或铌Nb等，该盐类则包含氯Cl-、硝酸NO3-或草酸C2O4 2-等，又该溶液C32为一氧化剂溶于去离子水，其组成为MNO2，其中M为钾K或钠Na。
注入氮气步骤S5.2：注入溶液B、C步骤S5.1的同时，将N2氮气33同时注入反应槽2内，其气体通入率为2～5ml/min，其中该N2氮气33纯度>98％。
搅拌与震荡步骤S5.3：注入溶液B、C步骤S5.1与注入氮气步骤S5.2进行的同时，使用该反应槽2的搅拌装置22将反应槽2内搅拌均匀，并同时对反应槽2施加一超声波震荡4，该超声波震荡4频率需大于800KHz。
真空抽滤步骤S6：经由注入溶液B、C步骤S5.1、注入氮气步骤S5.2以及搅拌与震荡步骤S5.3后，待铁合金粉末材料1表面包覆反应完成后，即使用真空抽滤方式收集完成的粉末。
清洗烘干步骤S7：经由真空抽滤步骤S6后，使用去离子水多次清洗，并放入烘箱烘干至无残余水分，其中烘箱温度为100～150℃，持续时间约为1～2小时，即可得到具有绝缘层11的铁合金粉末材料1，如图4所示，该具有绝缘层11的铁合金粉末材料1具有约1～50nm的绝缘层11均匀包覆，该绝缘层11可为单金属氧化物AxOy(x＝0.3～0.4、y＝0.4～0.7)，其中A为金属元素，A可为锌Zn、镁Mg、钼Mo、钡Ba、钙Ca、锶Sr、铬Cr、铝Al、硅Si、铁Fe、钒V、钛Ti、锰Mn、钴Co、镍Ni、铜Cu、铟In、锆Zr、锡Sn或铌Nb等，又该绝缘层也可为多元金属氧化物XZY1-ZFe2O4(z＝0.1～0.8)或为Ferrite相结构XZY1-ZFe2O4(z＝0.1～0.8)，X和Y为金属元素，X与Y可为锌Zn、镁Mg、钼Mo、钡Ba、钙Ca、锶Sr、铬Cr、铝Al、硅Si、铁Fe、钒V、钛Ti、锰Mn、钴Co、镍Ni、铜Cu、铟In、锆Zr、锡Sn或铌Nb等。
通过铁合金粉末材料1经由注入溶液A步骤S2后，将对反应槽2调整酸碱值步骤S3及温度控制步骤S4，并在注入溶液B、C步骤S5.1与注入氮气步骤S5.2时，同时进行搅拌与震荡步骤S5.3，再将反应槽2内做真空抽滤步骤S6并进行清洗烘干步骤S7后，即可得到具有绝缘层11的铁合金粉末材料1，该具有绝缘层11的铁合金粉末材料1使用于积层电感的薄带或印刷线圈泥浆制作上，即可进一步使该积层电感达到提升饱和电流、降低磁损量的效果。
Claims (9)
1.一种可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，包含下列步骤：
制备材料步骤：将铁合金粉末材料放入一反应槽中，该反应槽中具有一pH酸碱计、一搅拌装置以及一温度计。
注入溶液A步骤：将草酸胺(CH3COO)NH4与氢氧化物MOH溶于去离子水的溶液A注入制备材料步骤的反应槽内。
调整酸碱值步骤：注入溶液A步骤后，通过该反应槽的pH酸碱计，调整注入草酸胺(CH3COO)NH4与氢氧化物MOH溶于去离子水的溶液A的比例，将pH酸碱值控制在9～12之间。
温度控制步骤：调整酸碱值步骤后，通过该反应槽底部具有加热板、循环水系统，并通过该反应槽的温度计监控温度，使反应槽温度加热维持在50～100℃之间，持续时间为1～2小时。
注入溶液B、C步骤：温度控制步骤后，注入该金属盐类化合物溶于去离子水的溶液B及一氧化剂溶于去离子水的溶液C进入反应槽内，该添加速率为1.5～4.5mL/min。
注入氮气步骤：注入溶液B、C步骤的同时，将氮气同时注入反应槽内，其气体通入率为2～5ml/min。
搅拌与震荡步骤：注入溶液B、C步骤与注入氮气步骤进行的同时，使用该反应槽的搅拌装置将反应槽内搅拌均匀，并同时对反应槽施加一超声波震荡，该超声波震荡频率大于800KHz。
真空抽滤步骤：经由注入溶液B、C步骤、注入氮气步骤以及搅拌与震荡步骤后，待铁合金粉末材料表面包覆完成后，即使用真空抽滤方式收集完成的粉末。
清洗烘干步骤：经由真空抽滤步骤后，使用去离子水多次清洗，并放入烘箱烘干至无残余水分，其中烘箱温度为100～150℃，持续时间约为1～2小时，即得到具有绝缘层的铁合金粉末材料，该具有绝缘层的铁合金粉末材料具有1～50nm的绝缘层均匀包覆。
2.如权利要求1所述的可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，该注入溶液A步骤中的氢氧化物为KOH或NaOH。
3.如权利要求1所述的可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，该调整酸碱值步骤的pH酸碱值为10。
4.如权利要求1所述的可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，该温度控制步骤的温度为70℃。
5.如权利要求1所述的可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，该溶液B金属盐类化合物溶于去离子水，其组成金属元素为锌Zn或镁Mg或钼Mo或钡Ba或钙Ca或锶Sr或铬Cr或铝Al或硅Si或铁Fe或钒V或钛Ti或锰Mn或钴Co或镍Ni或铜Cu或铟In或锡Sn或铌Nb，又该其组成盐类具有氯Cl-或硝酸NO3-或草酸C2O4 2-。
6.如权利要求1所述的可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，该溶液C为KNO2或NaNO2。
7.如权利要求1所述的可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，该具有绝缘层的铁合金粉末材料的绝缘层为单金属氧化物AxOy(x＝0.3～0.4、y＝0.4～0.7)，A为锌Zn或镁Mg或钼Mo或钡Ba或钙Ca或锶Sr或铬Cr或铝Al或硅Si或铁Fe或钒V或钛Ti或锰Mn或钴Co或镍Ni或铜Cu或铟In或锆Zr或锡Sn或铌Nb。
8.如权利要求1所述的可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，中该具有绝缘层的铁合金粉末材料的绝缘层为多元金属氧化物XZY1-ZFe2O4(z＝0.1～0.8)，X或Y为锌Zn或镁Mg或钼Mo或钡Ba或钙Ca或锶Sr或铬Cr或铝Al或硅Si或铁Fe或钒V或钛Ti或锰Mn或钴Co或镍Ni或铜Cu或铟In或锆Zr或锡Sn或铌Nb。
9.如权利要求1所述的可提升饱和电流降低磁损量的积层电感材料制法，其特征在于，该具有绝缘层的铁合金粉末材料的绝缘层为Ferrite相结构XZY1-ZFe2O4(z＝0.1～0.8)，X或Y为锌Zn或镁Mg或钼Mo或钡Ba或钙Ca或锶Sr或铬Cr或铝Al或硅Si或铁Fe或钒V或钛Ti或锰Mn或钴Co或镍Ni或铜Cu或铟In或锆Zr或锡Sn或铌Nb。
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