[发明专利]一种金属软磁复合材料的高热稳定性绝缘包覆处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料的制备技术领域，尤其涉及一种金属软磁复合材料的高热稳定性绝缘包覆处理方法。

背景技术

金属软磁复合材料是由绝缘介质包覆的铁磁颗粒均匀压制而成的软磁材料。由于磁粉颗粒尺寸很小，基本不发生趋肤效应，磁导率随频率的变化较为稳定。同时金属软磁复合材料还具有较高的饱和磁感应强度、良好的频率特性和恒导磁性等特点，使得软磁复合材料作为电感器、滤波器、扼流圈等广泛应用于雷达、电子通讯和电源开关等领域。

金属软磁材料在高频下涡流损耗很高，限制了高频下的应用。而软磁复合材料通过在铁磁性颗粒表面包覆一层均匀的绝缘介质膜，电阻率很高，因而降低了高频下的涡流损耗。在当前软磁复合材料的制备工艺中，高温退火处理可以有效降低压制过程中产生的残余应力与缺陷，从而减小磁滞损耗，然而高温热处理也会导致绝缘层的分解而增加涡流损耗。因此具有良好高温稳定性的包覆剂逐渐成为人们研究的热点。绝缘包覆一般分为有机包覆和无机包覆。有机包覆剂主要包括热固性树脂（如环氧树脂、酚醛树脂等）和热塑性树脂（如聚乙烯、聚酰胺等），但这些有机物耐热温度较低，温度稳定性较差，在高温退火过程中容易分解。无机包覆可以分为：磷酸盐包覆（磷酸锌、磷酸铁和磷酸锰）以及氧化物包覆（SiO₂、MgO和铁氧体）等。磷酸盐对磁粉有很好的粘附性以及高的电阻率，但是热稳定性不够，高温热处理过程中容易发生分解，不利于降低高频下的涡流损耗；同时由于磷酸等有害物质的使用，大规模的工业生产会造成环境污染。而金属氧化物具有较高的耐热温度，能够满足退火处理的要求，且电阻率很高，高频下涡流损耗较低，是优良的绝缘包覆剂。

专利号为200710156842.6以及专利号为200710068246.2的中国发明专利公开了采用有机树脂来绝缘包覆铁基软磁复合材料，但是该软磁复合材料在热处理过程中，由于有机树脂的分解导致产生裂纹，降低了磁粉的绝缘性，从而增加了涡流损耗。

专利号为201310396266.8的中国发明专利公开了一种纳米晶软磁复合材料的制备方法，该工艺采用磷酸钝化后用环氧树脂包覆，高温热稳定性差，退火处理温度较低，不能有效去除压制过程中产生的内应力，导致磁芯损耗偏大，且采用机械混合搅拌的方式不能对磁粉表面进行均匀的绝缘包覆。

专利号为200910082072.4的中国发明专利公开了采用正硅酸乙酯和氨水等作为原料，运用溶胶凝胶法对FeSiAl磁粉表面包覆一层SiO₂绝缘层，且其包覆厚度可以根据正硅酸乙酯的浓度来进行调节，这也是溶胶凝胶法可以制备出尺寸大小均匀且可控的纳米颗粒的例证。但专利中没有给出所制备的金属软磁复合材料的磁性能。

专利号为201310212031.9的中国发明专利公开了一种金属软磁复合材料的制备方法，选用纳米氧化物分散液对金属磁粉进行绝缘包覆，其中纳米Al₂O₃颗粒占纳米Al₂O₃分散液总重的5~35%。由于这种分散液稳定性差，且纳米颗粒对磁粉的粘附性欠佳，难以实现均匀包覆；同时在磁粉加工成软磁复合材料的过程中，磁粉表面粘附的绝缘物质容易脱落，导致磁粉绝缘性能差，磁芯涡流损耗偏大。本发明与之区别的地方在于：本发明是通过溶胶凝胶法对金属磁粉进行绝缘包覆，包覆层均匀且可控，具有高热稳定性以及较好的磁性能。

发明内容

针对目前软磁复合材料的热稳定性差、绝缘包覆层不均匀的缺陷，本发明提供了一种金属软磁复合材料的高热稳定性绝缘包覆处理方法，采用溶胶凝胶法对金属软磁复合材料表面包覆高热稳定性的Al₂O₃层，本发明的技术方案如下：

金属软磁复合材料的高热稳定性绝缘包覆处理方法包括如下步骤：

1）粒度配比：对金属磁粉过筛后进行粒度配比，所述金属磁粉是铁基磁粉、铁硅基磁粉或铁镍基磁粉；