CN116913635B - 磁性电感材料的制备方法 - Google Patents
磁性电感材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116913635B CN116913635B CN202311167170.4A CN202311167170A CN116913635B CN 116913635 B CN116913635 B CN 116913635B CN 202311167170 A CN202311167170 A CN 202311167170A CN 116913635 B CN116913635 B CN 116913635B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inductance
- epoxy resin
- powder
- mass percent
- ball milling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 23
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 21
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 10
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims description 7
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 claims description 7
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 8
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 abstract description 6
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
- H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
- H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
- H01F1/26—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F2017/048—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明提供了一种磁性电感材料的制备方法。包括：取铁硅合金粉末和非晶合金粉末，按质量比5:7~7:5混合均匀，随后进行机械球磨，将球磨后的粉末进行退火处理，将退火后的粉末与环氧树脂、环氧树脂固化剂和丙酮配制成胶料；将胶料涂覆在预先绕制好的线圈上，形成包覆层；将包覆层进行压缩成型，得到所需形状和尺寸的电感芯片；将电感芯片进行固化、切割、抛光后，得到磁性电感材料。本发明通过使用铁硅合金和非晶合金的混合制备，在电感材料中同时具有高导磁性和良好的磁滞特性；选用双酚A型环氧树脂作为基体，能够提供较高的绝缘性能和压缩强度；使得制备得到的磁性电感材料具有软磁性能表现优良、饱和磁化强度高、矫顽力低和电感密度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁性电感材料的制备方法，属于电感材料的制备技术领域。
背景技术
目前，电感材料的主要组成为铁、镍、铜等金属，因其优良的导电性能被广泛应用于电力、通信、计算机等领域，但是在实际使用中，电感材料普遍存在下列问题：①由于电感材料的制备过程中需要高温烧结，所以易出现结合不牢的情况，进而导致材料的性能下降；②电感材料具有很高的热胀冷缩系数，长期使用过程中易出现材料的龟裂、断裂等情况，导致材料的寿命减少；③电感材料的导电性能影响着其在电路中的损耗，而许多传统的电感材料存在电感损耗大、效率低的问题；④电感材料在长期使用过程中容易受到温度、湿度等环境因素的影响，导致材料性能的不稳定。
有鉴于此，确有必要提出一种磁性电感材料的制备方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁性电感材料的制备方法，以解决现有技术中电感材料结合不牢固、易出现裂纹、在使用过程中的电感损耗高、稳定性差中的至少一个问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种磁性电感材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、取铁硅合金粉末和非晶合金粉末，按质量比5:7~7:5混合均匀；
S2、将混合后的粉末进行机械球磨，使其形成均匀的细颗粒，并去除表面氧化物；
S3、将球磨后的粉末进行退火处理，使铁硅合金颗粒恢复晶格结构，并使非晶合金颗粒与之形成良好的界面结合；
S4、将退火后的粉末与环氧树脂、环氧树脂固化剂和丙酮配制成胶料；
S5、将胶料涂覆在预先绕制好的线圈上，形成包覆层；
S6、将包覆层进行压缩成型，得到所需形状和尺寸的电感芯片；
S7、将电感芯片进行固化、切割、抛光后，得到磁性电感材料。
作为本发明的进一步改进，所述铁硅合金粉末中包括铁、硅、铝、碳和硼，通过在氢气氛围下还原烧结而成，其中，铁的质量百分比不大于81%，硅的质量百分比为6.5%，铝的质量百分比0.3%，碳的质量百分比为0.02%C，硼的质量百分比为0.01%。
作为本发明的进一步改进，所述非晶合金粉末中包括铁、铜、铌、硅和硼，通过在惰性气氛下快速凝固形成，其中，铁的质量百分比为73.5%，铜的质量百分比为1%，铌的质量百分比为3%，硅的质量百分比为13.5%，硼的质量百分比为9%。
作为本发明的进一步改进，S2中：在球磨时加入乙醇作为球磨介质，球磨时间为5~15小时，球磨温度为常温。
作为本发明的进一步改进，S3中：所述退火处理在真空度为10-4Pa以下的条件下进行，退火温度为800至900℃，保温时间为30至50分钟。
作为本发明的进一步改进，S4中：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
作为本发明的进一步改进，S4中：退火后的粉末、环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙酮的质量比为10:2:0.8:10。
作为本发明的进一步改进，S5中：所述线圈为铜丝线圈，匝数为100匝，所述铜丝的直径为0.1mm，所述包覆层的厚度为0.2mm。
作为本发明的进一步改进，S6中：压缩成型的压力为10~30MPa，温度为80~120℃，时间为10~30分钟。
本发明的有益效果是：本发明提出的磁性电感材料的制备方法通过使用铁硅合金和非晶合金的混合制备，能够充分发挥两种合金材料的优点，在电感材料中同时具有高导磁性和良好的磁滞特性；选用双酚A型环氧树脂作为基体，能够提供较高的绝缘性能和压缩强度，使电感芯片具有较好的耐久性；进一步的，使得制备得到的磁性电感材料具有粒度均匀、软磁性能表现优良、饱和磁化强度高、矫顽力低和电感密度高的优点。
附图说明
图1是本发明优选实施例中磁性电感材料的制备方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
请参阅图1所示，本发明揭示了一种磁性电感材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、取铁硅合金粉末和非晶合金粉末，按质量比5:7~7:5混合均匀。
其中，铁硅合金粉末中包括铁、硅、铝、碳和硼，通过在氢气氛围下还原烧结而成，其中，铁的质量百分比不大于81%，硅的质量百分比为6.5%，铝的质量百分比0.3%，碳的质量百分比为0.02%C，硼的质量百分比为0.01%。
非晶合金粉末中包括铁、铜、铌、硅和硼，通过在惰性气氛下快速凝固形成，其中，铁的质量百分比为73.5%，铜的质量百分比为1%，铌的质量百分比为3%，硅的质量百分比为13.5%，硼的质量百分比为9%。
S2、将混合后的粉末进行机械球磨，使其形成均匀的细颗粒，并去除表面氧化物。
其中，磨球为钢球，同时向球磨罐中加入适量乙醇作为介质进行球磨，球磨时间为5~15小时，球磨温度为常温，球磨转速为800转/分钟。
S3、将球磨后的粉末进行退火处理，使铁硅合金颗粒恢复晶格结构，并使非晶合金颗粒与之形成良好的界面结合。
退火处理在真空度为10-4Pa以下的条件下进行，退火温度为800至900℃，保温时间为30至50分钟。
S4、将退火后的粉末与环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙酮等配制成胶料。
其中，退火后的粉末、环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙酮的质量比为10:2:0.8:10，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
S5、将胶料涂覆在预先绕制好的线圈上，形成包覆层。
其中，线圈为铜丝线圈，匝数为100匝，铜丝的直径为0.1mm，包覆层的厚度为0.2mm。
S6、将包覆层进行压缩成型，得到所需形状和尺寸的电感芯片。
其中，压缩成型的压力为10~30MPa，温度为80~120℃，时间为10~30分钟。
S7、将电感芯片进行固化、切割、抛光后，得到磁性电感材料。
实施例1
S1、取铁硅合金粉末100g和非晶合金粉末20g，按质量比5:1混合均匀。铁硅合金粉末包括质量百分比不大于81%的铁、质量百分比为6.5%的硅、质量百分比为0.3%的铝、质量百分比为0.02%的碳和质量百分比为0.01%的硼，通过在氢气氛围下还原烧结而得。非晶合金粉末为质量百分比为73.5%的铁、质量百分比为1%的铜、质量百分比为3%的铌、质量百分比为13.5%的硅、质量百分比为9%的硼，通过在惰性气氛下快速凝固而得。
S2、将混合后的粉末放入球磨罐中，并加入适量的钢球和乙醇作为介质。在常温下进行机械球磨8小时，球磨速度为800转/分钟，使其形成均匀的细颗粒，并去除表面氧化物。然后过滤干燥，得到球磨后的粉末。
S3、将球磨后的粉末放入真空管式炉中，在真空度为10-4Pa以下的条件下进行退火处理。退火温度为800℃，保温时间为30分钟。退火处理旨在使铁硅合金颗粒恢复晶格结构，并使非晶合金颗粒与之形成良好的界面结合。
S4、将退火后的粉末与环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙酮等按质量比10:2:0.8:10配制成胶料。优选的，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
S5、将胶料涂覆在预先绕制好的线圈上，形成包覆层。线圈为铜丝绕制而成，直径为0.1mm，匝数为100。包覆层的厚度为0.2mm。
S6、将包覆层进行压缩成型，得到所需形状和尺寸的电感芯片。压缩成型采用模具压力机进行，压力为10MPa，温度为80℃，时间为10分钟。
S7、将电感芯片进行固化、切割、抛光等后处理工艺，得到磁性电感材料。固化采用热风循环炉进行，温度为120℃，时间为30分钟。切割采用金刚石刀具进行，使电感芯片的边缘平整。抛光采用布轮和抛光膏进行，使电感芯片的表面光滑。
实施例2
S1、取铁硅合金粉末80g和非晶合金粉末40g，按质量比2:1混合均匀。其中，铁硅合金粉末包括质量百分比不大于81%的铁、质量百分比为6.5%的硅、质量百分比为0.3%的铝、质量百分比为0.02%的碳和质量百分比为0.01%的硼，通过在氢气氛围下还原烧结而得。非晶合金粉末为质量百分比为73.5%的铁、质量百分比为1%的铜、质量百分比为3%的铌、质量百分比为13.5%的硅、质量百分比为9%的硼，通过在惰性气氛下快速凝固而得。
S2、将混合后的粉末放入球磨罐中，并加入适量的钢球和乙醇作为介质。在常温下进行机械球磨10小时，球磨速度为800转/分钟，使其形成均匀的细颗粒，并去除表面氧化物。然后过滤干燥，得到球磨后的粉末。
S3、将球磨后的粉末放入真空管式炉中，在真空度为10-4Pa以下的条件下进行退火处理。退火温度为850℃，保温时间为40分钟。退火处理旨在使铁硅合金颗粒恢复晶格结构，并使非晶合金颗粒与之形成良好的界面结合。
S4、将退火后的粉末与环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙酮等按质量比10:2:0.8:10配制成胶料。优选的，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
S5、将胶料涂覆在预先绕制好的线圈上，形成包覆层。线圈为铜丝绕制而成，直径为0.1mm，匝数为100。包覆层的厚度为0.2mm。
S6、将包覆层进行压缩成型，得到所需形状和尺寸的电感芯片。压缩成型采用模具压力机进行，压力为15MPa，温度为90℃，时间为15分钟。
S7、将电感芯片进行固化、切割、抛光等后处理工艺，得到磁性电感材料。固化采用热风循环炉进行，温度为130℃，时间为40分钟。切割采用金刚石刀具进行，使电感芯片的边缘平整。抛光采用布轮和抛光膏进行，使电感芯片的表面光滑。
实施例3
S1、取铁硅合金粉末60g和非晶合金粉末60g，按质量比1:1混合均匀。铁硅合金粉末包括质量百分比不大于81%的铁、质量百分比为6.5%的硅、质量百分比为0.3%的铝、质量百分比为0.02%的碳和质量百分比为0.01%的硼，通过在氢气氛围下还原烧结而得。非晶合金粉末为质量百分比为73.5%的铁、质量百分比为1%的铜、质量百分比为3%的铌、质量百分比为13.5%的硅、质量百分比为9%的硼，通过在惰性气氛下快速凝固而得。
S2、将混合后的粉末放入球磨罐中，并加入适量的钢球和乙醇作为介质。在常温下进行机械球磨12小时，球磨速度为900转/分钟，使其形成均匀的细颗粒，并去除表面氧化物。然后过滤干燥，得到球磨后的粉末。
S3、将球磨后的粉末放入真空管式炉中，在真空度为10-4Pa以下的条件下进行退火处理。退火温度为900℃，保温时间为50分钟。退火处理旨在使铁硅合金颗粒恢复晶格结构，并使非晶合金颗粒与之形成良好的界面结合。
S4、将退火后的粉末与环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙酮等按质量比10:2:0.8:10配制成胶料。优选的，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
S5、将胶料涂覆在预先绕制好的线圈上，形成包覆层。线圈为铜丝绕制而成，直径为0.1mm，匝数为100。包覆层的厚度为0.2mm。
S6、将包覆层进行压缩成型，得到所需形状和尺寸的电感芯片。压缩成型采用模具压力机进行，压力为20MPa，温度为100℃，时间为20分钟。
S7、将电感芯片进行固化、切割、抛光等后处理工艺，得到磁性电感材料。固化采用热风循环炉进行，温度为140℃，时间为50分钟。切割采用金刚石刀具进行，使电感芯片的边缘平整。抛光采用布轮和抛光膏进行，使电感芯片的表面光滑。
实施例4
S1、取铁硅合金粉末50g和非晶合金粉末70g，按质量比5:7混合均匀。铁硅合金粉末包括质量百分比不大于81%的铁、质量百分比为6.5%的硅、质量百分比为0.3%的铝、质量百分比为0.02%的碳和质量百分比为0.01%的硼，通过在氢气氛围下还原烧结而得。非晶合金粉末为质量百分比为73.5%的铁、质量百分比为1%的铜、质量百分比为3%的铌、质量百分比为13.5%的硅、质量百分比为9%的硼，通过在惰性气氛下快速凝固而得。
S2、将混合后的粉末放入球磨罐中，并加入适量的钢球和乙醇作为介质。在常温下进行机械球磨10小时，球磨速度为800转/分钟，使其形成均匀的细颗粒，并去除表面氧化物。然后过滤干燥，得到球磨后的粉末。
S3、将球磨后的粉末放入真空管式炉中，在真空度为10-4Pa以下的条件下进行退火处理。退火温度为850℃，保温时间为40分钟。退火处理旨在使铁硅合金颗粒恢复晶格结构，并使非晶合金颗粒与之形成良好的界面结合。
S4、将退火后的粉末与环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙酮等按质量比10:2:0.8:10配制成胶料。优选的，环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
S5、将胶料涂覆在预先绕制好的线圈上，形成包覆层。线圈为铜丝绕制而成，直径为0.1mm，匝数为100。包覆层的厚度为0.2mm。
S6、将包覆层进行压缩成型，得到所需形状和尺寸的电感芯片。压缩成型采用模具压力机进行，压力为20MPa，温度为100℃，时间为20分钟。
S7、将电感芯片进行固化、切割、抛光等后处理工艺，得到磁性电感材料。固化采用热风循环炉进行，温度为140℃，时间为50分钟。切割采用金刚石刀具进行，使电感芯片的边缘平整。抛光采用布轮和抛光膏进行，使电感芯片的表面光滑。
对实施例1~4中制备得到的磁性电感材料进行测试，测试结果如下表所示：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 饱和磁化强度(Bs) | 1.2T | 1.3T | 1.5T | 1.6T |
| 矫顽力 (Hc) | 5 A/m | 4 A/m | 3 A/m | 2 A/m |
| 初始磁导率 (μi) | 2000 | 2500 | 3000 | 3500 |
| 最大透磁率 (μm) | 10000 | 12000 | 15000 | 18000 |
| 品质因数 (Q) | 50(at 10MHz) | 60(at 10MHz) | 70(at 10MHz) | 80(at 10MHz) |
| 直流阻抗 (Zdc) | 0.05 Ω | 0.04 Ω | 0.03 Ω | 0.02 Ω |
| 交流阻抗 (Zac) | 0.1Ω(at 10MHz) | 0.08Ω(at 10MHz) | 0.06Ω(at 10MHz) | 0.04Ω(at 10MHz) |
| 自感值 (L) | 10 μH | 12 μH | 15 μH | 18 μH |
从表的数据可以看出，实施例1~4中制备得到的磁性电感材料具有以下优点：饱和磁化强度(Bs)达到1.2T，能够满足基本的工业应用需求；矫顽力(Hc)最低为2 A/m，能够表现出良好的磁滞特性；初级透磁率(μi)达到2000，最大透磁率(μm)达到10000，表明该磁性电感材料具有较高的磁导率；品质因数(Q)达到50 (at 10 MHz)，表明该磁性电感材料在电路中能够表现出良好的能量传输性能；直流阻抗(Zdc)达到0.05 Ω，交流阻抗(Zac)达到0.1Ω(at 10 MHz)，表现出较低的电阻；自感值(L)达到10μH，表明该磁性电感材料能够提供相应的感性元件功能。
同时，实施例1~4中制备得到的磁性电感材料还具有以下优点：粒度均匀，结合牢固，无裂纹，有效提高了磁性电感材料的性能和寿命；软磁性能表现优良，饱和磁化强度高，矫顽力低，提高了磁性电感材料在电路中的效率和性能；电感损耗低，频率响应好，稳定性高，保证了磁性电感材料在长期使用过程中的可靠性和稳定性；电感密度高，体积小，重量轻，从而增加了磁性电感材料在电路设计中的灵活性和可控性。
综上所述，本发明提出的磁性电感材料的制备方法通过使用铁硅合金和非晶合金的混合制备，能够充分发挥两种合金材料的优点，在电感材料中同时具有高导磁性和良好的磁滞特性；选用双酚A型环氧树脂作为基体，能够提供较高的绝缘性能和压缩强度，使电感芯片具有较好的耐久性；进一步的，使得制备得到的磁性电感材料具有粒度均匀、软磁性能表现优良、饱和磁化强度高、矫顽力低和电感密度高的优点。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (1)
1.一种磁性电感材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取铁硅合金粉末和非晶合金粉末，按质量比5:7~7:5混合均匀；其中，所述铁硅合金粉末中包括铁、硅、铝、碳和硼，通过在氢气氛围下还原烧结而成，其中，铁的质量百分比不大于81%，硅的质量百分比为6.5%，铝的质量百分比为0.3%，碳的质量百分比为0.02%，硼的质量百分比为0.01%；所述非晶合金粉末中包括铁、铜、铌、硅和硼，通过在惰性气氛下快速凝固形成，其中，铁的质量百分比为73.5%，铜的质量百分比为1%，铌的质量百分比为3%，硅的质量百分比为13.5%，硼的质量百分比为9%；
S2、将混合后的粉末进行机械球磨，使其形成均匀的细颗粒，并去除表面氧化物；其中，在球磨时加入乙醇作为球磨介质，球磨时间为5~15小时，球磨温度为常温；
S3、将球磨后的粉末进行退火处理，使铁硅合金颗粒恢复晶格结构，并使非晶合金颗粒与之形成良好的界面结合；其中，所述退火处理在真空度为10-4Pa以下的条件下进行，退火温度为800至900℃，保温时间为30至50分钟；
S4、将退火后的粉末与环氧树脂、环氧树脂固化剂和丙酮配制成胶料；其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，退火后的粉末、环氧树脂、环氧树脂固化剂、丙酮的质量比为10:2:0.8:10；
S5、将胶料涂覆在预先绕制好的线圈上，形成包覆层；其中，所述线圈为铜丝线圈，匝数为100匝，所述铜丝的直径为0.1mm，所述包覆层的厚度为0.2mm；
S6、将包覆层进行压缩成型，得到所需形状和尺寸的电感芯片；其中，压缩成型的压力为10~30MPa，温度为80~120℃，时间为10~30分钟；
S7、将电感芯片进行固化、切割、抛光后，得到磁性电感材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311167170.4A CN116913635B (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 磁性电感材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311167170.4A CN116913635B (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 磁性电感材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116913635A CN116913635A (zh) | 2023-10-20 |
| CN116913635B true CN116913635B (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=88368083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311167170.4A Active CN116913635B (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 磁性电感材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116913635B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147405A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 軟磁性複合材料の製造方法 |
| CN104299766A (zh) * | 2014-01-08 | 2015-01-21 | 国家电网公司 | 一种多绕组电流互感器压力凝胶成型方法 |
| CN107240471A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-10 | 安泰科技股份有限公司 | 高饱和磁感应强度的复合磁粉、磁芯及其制备方法 |
| CN113963928A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-21 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种功率电感及其制备方法 |
-
2023
- 2023-09-12 CN CN202311167170.4A patent/CN116913635B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008147405A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 軟磁性複合材料の製造方法 |
| CN104299766A (zh) * | 2014-01-08 | 2015-01-21 | 国家电网公司 | 一种多绕组电流互感器压力凝胶成型方法 |
| CN107240471A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-10 | 安泰科技股份有限公司 | 高饱和磁感应强度的复合磁粉、磁芯及其制备方法 |
| CN113963928A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-21 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种功率电感及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116913635A (zh) | 2023-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108269670B (zh) | 一种铁硅铝软磁合金粉末的绝缘及包裹处理方法 | |
| CN111739730B (zh) | 一种使用有机包覆的高性能金属磁粉芯制备方法 | |
| CN112509777B (zh) | 一种软磁合金材料及其制备方法和应用 | |
| JP3964213B2 (ja) | 圧粉磁芯及び高周波リアクトルの製造方法 | |
| CN106887321B (zh) | 一种提高稀土磁体矫顽力的方法 | |
| CN111192735A (zh) | 一种绝缘包覆的金属软磁粉末及其制备方法和用途 | |
| CN110911114B (zh) | 一种高导热无线充电接收端用复合隔磁片及其制备方法 | |
| CN116913635B (zh) | 磁性电感材料的制备方法 | |
| CN114951696A (zh) | 一种在铁素体/马氏体钢表面激光增材制造FeCrTiV0.5Ni0.5高熵合金涂层以及方法 | |
| CN112927913B (zh) | 一种极薄取向硅钢铁芯及其制造方法 | |
| CN106653273A (zh) | 一种铁硅铝‑铁氧体复合磁芯及其制备方法 | |
| CN109994297A (zh) | 一种具有核壳结构的Fe3Si/Al2O3复合磁粉芯及其制备方法 | |
| CN112475288A (zh) | 一种定子用软磁复合材料的制备方法 | |
| CN111599587A (zh) | 一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法 | |
| CN108231396B (zh) | 一种粘结稀土永磁材料的压缩成型工艺 | |
| CN111081466A (zh) | 一种非晶纳米晶软磁复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN113451039B (zh) | 一种FeSi基水雾化铁硅铬软磁粉芯及其制备方法 | |
| CN110957094B (zh) | 一种钕铁硼磁铁的烧结方法 | |
| CN110047638B (zh) | 一种包覆氧化锌绝缘层的铁基软磁复合材料及其制备方法 | |
| CN106910614A (zh) | 一种提高铁硅铬磁粉心直流叠加特性和频率稳定性的制备方法 | |
| CN112939575A (zh) | 一种微波混合加热快速制备锰钴尖晶石涂层的方法 | |
| CN112701024B (zh) | 一种小型化快速启动阴极热子组件用新型绝缘材料及其制备方法 | |
| CN113096949B (zh) | 一种致密软磁复合铁芯材料的制备方法及软磁复合材料 | |
| CN113178299B (zh) | 一种高强度高磁导率铁硅磁粉芯及其制备方法 | |
| CN117198734A (zh) | 一种高磁导率低损耗磁粉芯的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |