[发明专利]一种增材制造磁芯以及使用该磁芯的磁性器件

说明书

本发明属于磁芯技术领域，具体公开了一种增材制造磁芯，包括包覆物和内嵌物两种磁性材料，所述的外包覆物磁性材料为MnZn铁氧体软磁材料，所述内嵌物磁性材料为钕铁硼硬磁材料；所述MnZn铁氧体软磁材料通过增材制造技术完全包覆在钕铁硼硬磁材料外侧。本发明通过将钕铁硼硬磁材料和MnZn铁氧体软磁材料结合起来采用增材制造工艺组合加工，制造一种高性能磁芯，避免了传统的异质材料磁性中使用胶水的问题，同时，磁性得到控制，可以实现铁硼硬磁材料磁场的隔离，再者，解决了一般钕铁硼硬磁材料外电镀工艺不环保、难以通过72h盐雾试验、高温剥落等问题。

技术领域

本发明属于磁芯技术领域，具体地说是涉及一种增材制造磁芯以及使用该磁芯的磁性器件。

背景技术

磁芯是指由各种氧化铁混合物组成的一种烧结磁性金属氧化物。例如，锰锌铁氧体和镍锌铁氧体是典型的磁芯体材料。铁氧体磁芯用于各种电子设备的线圈和磁性器件中，其是一种高频导磁材料，主要做高频磁性器件（像开关电源，行输出磁性器件等），高频磁环（抗干扰用）等等。目前，随着家用电器、高性能电脑和LCD显示器等的开关电源磁性器件向小型化、轻薄化和多功能化方向的发展，磁芯在这些设备中得到了越来越广泛的应用。制造高性能磁性势在必行。

发明内容

本发明目的在于提供一种高性能的增材制造磁芯以及使用该磁芯的磁性器件。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种增材制造磁芯，包括包覆物和内嵌物两种磁性材料，所述的外包覆物磁性材料为MnZn铁氧体软磁材料，所述内嵌物磁性材料为钕铁硼硬磁材料；所述MnZn铁氧体软磁材料通过增材制造工艺完全包覆在钕铁硼硬磁材料外侧。

进一步的，所述的增材制造工艺为选择性激光烧结技术（Selected lasersintering,SLS）。

进一步的，所述的MnZn铁氧体软磁材料为具有随居里点导磁、失磁变化的软磁材料。

进一步的，所述的MnZn铁氧体软磁材料包括以下重量份的物质组分：46-54份Fe₂O₃、19-23份Mn₃O₄、28-32份ZnO、3-4份碳纤维、2-3份石墨烯、适量的去离子水。

进一步的，所述的MnZn铁氧体软磁材料的制备方法如下：

（1）配料：按重量份折合成物质质量分别按量称取物质质量备用；

（2）将步骤（1）已经称好质量的Fe₂O₃、Mn₃O₄、ZnO、碳纤维混合用行星式球磨机以2倍的去离子水湿磨2h，然后在100℃烘30-40min干燥过筛，随后用马弗炉在10μPa的氧压力1100℃下煅烧2.5h得预烧粉备用；

（3）将预烧粉中加入石墨烯,在星式球磨机二次球磨6h，在100℃烘20 -30min至干燥，然后放入马弗炉中按照一定的升温速度从100℃生至1300℃保温5h，进行平衡气氛烧结，即得。

进一步的，所述的MnZn铁氧体软磁材料在居里温度点附近可隔离钕铁硼硬磁材料的磁场。

一种包含上述增材制造磁芯的磁性器件。

本发明的有益效果：

本发明MnZn铁氧体软磁材料中添加有碳纤维和石墨烯，可以在保证材料密度和机械强度的同时提高软磁材料的居里温度感应的灵敏度，本发明通过将钕铁硼硬磁材料和MnZn铁氧体软磁材料结合起来采用增材制造工艺组合加工，制造一种高性能磁芯，避免了传统的异质材料磁性中使用胶水的问题，同时，磁性得到控制，可以实现铁硼硬磁材料磁场的隔离，再者，解决了一般钕铁硼硬磁材料外电镀工艺不环保、难以通过72h盐雾试验、高温剥落等问题。