[发明专利]一种复合软磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合软磁材料及其制备方法，属于磁性材料制备技术领域。

背景技术

由铁磁性金属粉末与绝缘介质混合而成的复合软磁材料，由于磁粉粒度小，且被绝缘介质均匀隔开，涡流损耗小，可适用于较高频率，该类材料由于具有较高的磁导率和较低的损耗，因此可以用来设计和生产各类高性能的电子元器件，如电感器、滤波器和互感器等，广泛应用于电子通讯、开关电源等领域。

利用金属粉末和绝缘介质混合制备各类软磁材料的方法有很多，例如专利公开号为CN100541678C公开了一种磁导率为125的铁硅铝粉芯的制造方法，采用将-150～+400目的粗粉和-400目的细粉混合，然后经过焙炒、冷却、压制成型和热处理的工艺方法，制备出磁导率为125的磁粉芯产品。专利公开号CN103730224A公开了一种具有超高磁导率的铁基非晶磁粉芯的制备方法，利用热处理、破碎、筛分的方法制备出不同粒度的粉体，然后将粗粉和细粉混合，再采用钝化剂、偶联剂、绝缘剂和粘结剂、润滑剂对混合粉进行钝化、偶联、绝缘包覆、润滑处理，然后压制成型，最后进行热处理，制备出磁导率达到200的磁粉芯。

上述公开的专利中所阐述的技术和方法，都是利用金属粉末和绝缘介质混合，但都要经过钝化、绝缘、粘结、润滑等工艺过程，使得生产工艺过程十分复杂，同时在成型过程中必须经过较大的压力(大于20t/cm²)压制后产品才能成型。如何能够采用简单的工艺过程，较小的压力或不用加压的方式，便能够制备出超高磁导率产品的方法，是科研工作者们需要解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种复合软磁材料，该材料具有较高且可调的材料磁导率。

本发明的目的之二在于提供一种上述复合软磁材料的制备方法，该方法借助非晶带材或纳米晶带材鳞片化破碎，以及绝缘化处理，实现了非晶/纳米晶鳞片的层状搭接(即搭接而成的层状结构)和规则排列，从而使鳞片具有定向取向性，从而使本发明的复合软磁材料具有优异磁学性能。因此可以用来制备各类高性能的电感磁芯产品，并且还应用于无线充电领域，用于制备各类导磁片、隔磁片等，同时还能够用于电磁屏蔽领域，用于制备高性能的电磁屏蔽片，以及电磁加热领域，用于制备高效电磁炉、IH加热电饭煲等产品。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合软磁材料，具有由绝缘包覆的非晶和/或纳米晶鳞片搭接而成的层状结构，所述复合软磁材料的磁导率范围为100-1000(比如150、200、300、500、700、800、900、950)。

上述复合软磁材料，作为一种优选实施方式，各个所述鳞片的粒度为0.1-5mm(比如0.3mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、4.8mm)，厚度为14-30μm(比如15μm、18μm、21μm、24μm、26μm、28μm、29μm)。

上述复合软磁材料，作为一种优选实施方式，所述鳞片是由非晶带材或者纳米晶带材经过热处理和破碎处理制备而成；更优选地，所述非晶带材的成分为Fe、Si和B，所述纳米晶带材的成分至少包含Fe、Cu、Nb、Si和B五种元素。

一种上述复合软磁材料的制备方法，具体包括如下步骤：

原料预处理步骤，将非晶/纳米晶带材经破碎处理和热处理制成所述非晶或纳米晶鳞片；

绝缘包覆和预成型步骤，先用稀释剂按一定比例将包覆剂稀释，再用稀释后的所述包覆剂对所述鳞片进行绝缘包覆和预成型处理，得到绝缘包覆中间材料；

压制步骤，将所述绝缘包覆中间材料进行压制处理，最终得到所述复合软磁材料。

上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述绝缘包覆和预成型处理包括如下具体步骤：首先将稀释后的包覆剂与所述鳞片混合制成浆料，再将所述浆料进行取向涂布处理，最后经烘干处理制得薄片，即所述绝缘包覆中间材料；所述压制步骤为将单层或多层所述薄片经过压制，最终得到所述复合软磁材料。在涂布过程中可以通过加磁场控制鳞片取向，在烘干过程中稀释剂蒸发，包覆剂包覆在鳞片表面，该过程实现了鳞片表面绝缘并取向排列；压制步骤可以提高材料密度和厚度，压制可以在常温或高温下进行。相对而言，鳞片用量越高，产品磁导率越高，包覆剂的比例越高，鳞片的包覆效果会越好，产品损耗越低。