CN1374359A - 制备金属磁粉芯用磁粉绝缘粘结剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于磁性材料中绝缘磁粉的制造领域。更适用于制备金属磁粉芯中软磁材料粉末的绝缘粘结剂。该磁粉绝缘粘结剂的成份组成是由铬酐、云母、正硅酸乙酯、硅酮树脂经有机溶剂稀释、混合而成。本发明磁粉绝缘粘结剂与现有技术相比较具有成份设计合理,适用范围宽,绝缘粘结多种类磁粉使用效果好,对铁基、镍基和其它成份的软磁磁粉都有很好的绝缘与粘结效果。由本发明所生产的金属磁粉芯,具有很好的高频特性,能明显提高产品的品质因素。

Description

制备金属磁粉芯用磁粉绝缘粘结剂
本发明属于磁性材料中绝缘磁粉的制造领域。更适用于制备金属磁粉芯中软磁材料粉末的绝缘粘结剂。
众所周知，金属磁粉芯由于其饱和磁感应强度高，高频特性好、噪声和漏磁小，以及可以根据设计者的要求制做成不同形状的产品，以满足电子行业中各种电感元件而被广泛的使用。目前随着电子设备逐渐趋向于小型、高效型的方向发展，和工作频率、性能不断的提高，因此就要求所用的电感元件应具备高频损耗低、磁性能稳定。在现有技术中，人们在金属磁粉芯中对包敷磁粉的绝缘粘结剂进行了大量的研究工作。近年来在金属磁粉芯的制备工艺专利中，有不少是采用硅硐树脂或磷酸来作为绝缘粘结剂，例如日本特开平8-37107等介绍的是采用硅硐树脂作为绝缘粘结剂，另外还日本特开平7-245209等介绍的是采用磷酸作为磁粉绝缘粘结剂工艺。上述包敷磁粉的绝缘粘结剂在磁粉芯制备工艺中，虽然都有一定的绝缘效果，但也存在很多不足之处，例如采用磷酸包敷磁粉的制备工艺中，当磁粉中含铁量较高时，所制备磁粉的绝缘性和粘接效果则较明显，但是对镍含量较高的(如MPP磁粉)绝缘粘结效果很差。如采用硅酮树脂作为MPP磁粉的绝缘粘结剂，其绝缘粘结效果要比采用磷酸包敷磁粉的效果好，但缺点产品的磁性能仍不够理想(如产品磁损耗及高频导磁率等特性)。
本发明的目的是提出一种适用磁粉成分范围宽、产品磁性能稳定、品质因素值明显提高和使用效果好，和制备金属磁粉芯用的磁粉绝缘粘结剂。
根据本发明目的所提出的磁粉绝缘粘结剂，主要是为提高所制备的金属磁粉芯的各项性能指标，因此该磁粉绝缘粘结剂的基本解决方案是在现有技术的基础上，对磁粉绝缘粘结剂的成份进行合理的调整，使磁粉绝缘粘结剂能够适应不同成份的软磁磁粉使用，经调整成份的磁粉绝缘粘结剂，在稳定产品导磁率的条件下，还能明显改善产品的品质因素性能。在本发明中制备金属磁粉芯用磁粉绝缘粘结剂的成份组成是由铬酐、云母、正硅酸乙脂、硅酮树脂经有机溶剂稀释、混合而成，其特征是在每千克软磁磁粉中加入磁粉绝缘粘结剂的含量为：铬酐、2-12g/kg；云母、2-50g/kg；正硅酸乙脂、20-60ml/kg；硅酮树脂、10-30ml/kg。在本发明所提出的磁粉绝缘粘结剂成份中的其他特征还有，所制备软磁磁粉的平均粒度应为30-90μm，铬酐为CrO3粉，云母粉末粒度应为≤38μm，正硅酸乙脂应采用分析纯标准，硅酮树脂为具有有机硅氧烷键(即具有三维网状结构)的甲基聚硅氧烷。在本发明磁粉绝缘粘结剂的制备过程中，为了提高磁粉绝缘粘结剂的合成效果和混粉均匀性，可采用添加有机溶剂进行稀释混料，有机溶剂的稀释混料加入量，应为软磁磁粉与绝缘粘结剂总量的20-50％，有机溶剂是包括无水乙醇和丙酮中的任意一种有机溶剂，由有机溶剂将本发明磁粉绝缘粘结剂混合均匀后再与金属磁1粉混合，在混料搅拌混粉的同时应进行加热烘干，加热烘干温度为150℃。另外制备金属磁粉芯的工艺过程与现有技术相似，首先是将制备好的绝缘磁粉按设计者的要求，在设定的压力下压制成型，然后再于500℃-600℃的温度下进行消除应力退火热处理。
采用本发明的磁粉绝缘粘结剂与现有技术相比较具有以下特点：(1)成份设计合理，适用范围宽，绝缘粘结不同成份的磁粉使用效果好，对铁基、镍基和其它成份的软磁磁粉都有很好的绝缘与粘结效果。(2)能够理想的提高产品的性能指标。采用本发明的磁粉绝缘粘结剂所生产的金属磁粉芯，在高频条件下能明显提高产品的品质因素，具有很好的高频特性。
实施例
采用在本发明磁粉绝缘粘结剂成份的含量范围，我们对制备四种不同类型的软磁磁粉试验粉料进行了对比试验，为了对比方便，我们同时也做了一些现有技术中性能好的对比料来与本发明的实施例进行比较。本发明磁粉绝缘粘结剂的制备是根据设计者的要求，在本发明的成份含量范围内进行配制，配料比例是按每千克软磁磁粉中所加入磁粉绝缘粘结剂各组份的含量(具体成份含量见表1、3、5、7)，将配制好的绝缘粘结剂与200ml的无水乙醇进行稀释混合，当混合均匀后再与平均粒度为30-90μm和重量为1000g的磁粉进行加热搅拌混粉，待混粉均匀后烘干，加热烘干温度为150℃，然后将烘干的绝缘磁粉放入成型模中，在油压机中压制成型，压制力为20吨/cm2，压制成型样品的尺寸为：外径12.8cm、内径2cm、环
高0.65cm的环形磁粉芯，然后将磁粉芯样品于550℃温度下进行30分钟的应力退火处理。对金属磁粉芯样品的测试条件：样品测量缠绕的导线为铜导线，缠绕匝数为10匝，铜线直径为0.5毫米，铜线长度为36厘米，测量装置采用4274A多频LCR测试仪(其性能对比见表2、4、6、8)。在本发明实施例与现有技术中对比例所选用的试验软磁磁粉量均为1000g磁粉，软磁磁粉的成份分别为MPP和铁基合金等，对比试验用软磁磁粉料有：A、MPP的Ni81Fe17Mo2合金磁粉；B、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金磁粉；C、Fe93.5Si6.5合金磁粉；D、Fe50Ni50合金磁粉。在表1、3、5、7为本发明实施例与对比例的绝缘粘结剂成份比较表；表2、4、6、8为本发明实施例与对比例的性能比较表。表1、为本发明A成分实施例与对比例的绝缘粘结剂成份比较
Figure A0211623900051
注：在上述表1的A成份中，所采用的云母粉末粒度为≤35μm。正硅酸乙脂为分析纯。MPP合金软磁磁粉平均粒度为40μm。
表2、为本发明A成分的实施例与对比例的性能比较
序号 性能测试   10KHZ   30KHZ   50KHZ   100KHZ
实施例 μ   129   129   129   129
Q   9.0   25   37   47
对比1 μ   110   77   59   41
Q   3   1.7   1.4   1.28
对比2 μ   111   111   110   110
Q   8   20   24   21
对比3 μ   129   127   126   119
Q   7.6   9.2   7   4.06
对比4C μ   56   31.2   /   /
Q   1.1   1.1   /   /
表3、为本发明B成分实施例与对比例的绝缘粘结剂成份比较
Figure A0211623900061
注：在上述表3的B成份中，所采用的云母粉末粒度为≤30μm。正硅酸乙脂为分析纯。Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金软磁磁粉平均粒度为85μm。
表4、为本发明B成分的实施例与对比例的性能比较
序号 性能测试     10KHZ     30KHZ     50KHZ     100KHZ
实施例 μ     65     65     65     65
Q     4.8     14.1     21.4     30.3
对比5 μ     58     58     57     57
Q     4.1     12     17.8     24
对比6 μ     65     65     65     65
Q     4.8     14     19     20
对比7 μ     61     61     61     60
Q     5.3     13.2     16.4     15.2
表5、为本发明C成分实施例与对比例的绝缘粘结剂成份比较
注：在上述表5的C成份中，所采用的云母粉末粒度为≤25μm。正硅酸乙脂为分析纯。Fe93.5Si6.5合金软磁磁粉平均粒度为60μm。
表6、为本发明C成分的实施例与对比例的性能比较
序号 性能测试     10KHZ     30KHZ     50KHZ     100KHZ
实施例 μ     60     60     60     60
Q     7     21     30     42
对比8 μ     60     60     60     60
Q     7     19     27     33
表7、为本发明D成分实施例与对比例的绝缘粘结剂成份比较注：在上述表7的D成份中，所采用的云母粉末粒度为≤25μm。正硅酸乙脂为分析纯。Fe50Ni50合金软磁磁粉平均粒度为50μm。
表8、为本发明D成分的实施例与对比例的性能比较
序号 性能测试     10KHZ     30KHZ     50KHZ     100KHZ
实施例 μ     100     100     100     100
Q     7     19     21     18
对比5 μ     100     100     99     98
Q     6     14     16     12

Claims (8)

1、一种制备金属磁粉芯用磁粉绝缘粘结剂，该磁粉绝缘粘结剂的成份组成是由铬酐、云母、正硅酸乙酯、硅酮树脂经有机溶剂稀释、混合而成，其特征是在每千克软磁粉中加入磁粉绝缘粘结剂的含量为：铬酐、2-12g；云母、2-50g；正硅酸乙脂、20-60ml；硅酮树脂、10-30ml。
2、根据权利要求1所述磁粉绝缘粘结剂，其特征是在该磁粉绝缘粘结剂的成份中铬酐为CrO3粉。
3、根据权利要求1所述磁粉绝缘粘结剂，其特征是在该磁粉绝缘结剂的成份中云母粉末粒度应为≤38μm。
4、根据权利要求1所述磁粉绝缘粘结剂，其特征是在该磁粉绝缘粘结剂的成份中正硅酸乙脂应采用分析纯标准。
5、根据权利要求1所述磁粉绝缘粘结剂，其特征是在该磁粉绝缘粘结剂的成份中硅酮树脂应为具有有机硅氧烷键(即具有三维网状结构)的甲基聚硅氧烷。
6、根据权利要求1所述磁粉绝缘粘结剂，其特征是在该磁粉绝缘粘结剂的成份中所采用软磁磁粉的平均粒度应为30-90μm。
7、根据权利要求1所述磁粉绝缘粘结剂，其特征在于稀释、混合磁粉绝缘粘结剂用有机溶剂是指无水乙醇和丙酮中的任意一种。
8、根据权利要求1所述磁粉绝缘粘结剂，其特征在于有机溶剂的稀释混料加入量应为磁粉与绝缘粘结剂总量的20-50％。
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