[发明专利]一种模压电感用软磁粉末的新型绝缘包覆方法

说明书

本发明提供了一种模压电感用软磁粉末的新型绝缘包覆方法，包括：将乙醇、水、纳米无机盐和偶联剂混合，得到改性纳米无机盐；将所述改性纳米无机盐、丙酮、环氧树脂、润滑剂和软磁粉末混合后干燥，得到待成型磁粉；将所述待成型磁粉进行压制成型，得到毛坯；将所述毛坯进行退火处理，得到软磁复合材料。本发明通过表面改性的方法，在软磁粉末表面包覆一层致密均匀的纳米无机盐‑环氧树脂绝缘层，可以显著提高包覆层的电阻率，使得到的复合材料既具有良好的结合强度又有好的热稳定性，可以高温热退火，进一步降低磁芯损耗。

技术领域

本发明属于软磁材料绝缘包覆技术领域，尤其涉及一种模压电感用软磁粉末的新型绝缘包覆方法。

背景技术

软磁复合材料由于具有特殊的磁电转换功能，而广泛应用于各种电子产品及器件中。铁基软磁复合磁粉芯(SMCs)是采用粉末冶金工艺由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成，具有功率损耗小，热稳定性好，恒导磁特性等特点。软磁材料被广泛应用于电磁逆变器，滤波器、变压器和模压电感中。

模压电感是在金属磁粉表面均匀包覆一层绝缘介质，再利用粉末冶金工艺将线圈埋入磁粉末中并随后一起压制成形而成的器件；主要分为两种：模压线圈和一体成型电感，属于磁粉芯的一种形态。在实际应用中，低电阻率导致的较高的涡流损耗限制了其高频应用，通常需要在软磁粉末表面包覆一层高电阻率同时热稳定性好的绝缘层，阻隔涡流，从而降低磁芯损耗。

模压电感有以下优点：可减少漏磁，转换效率高；精密品质好；抗氧化防锈、使用寿命高；模压电感是一体成型，体积小；工作频率覆盖范围广，达到了10MHz；适用于大电流环境等。因此，对模压电感的研究具有重要意义。

目前的模压电感用软磁粉末绝缘包覆工艺主要分为无机包覆和有机包覆。有机包覆剂主要包括环氧树脂、酚醛树脂和硅树脂等，大多数的实验研究都表明采用有机包覆剂可以明显地提高金属磁粉芯的电阻率，缺点是采用的有机包覆剂为非磁性物质，且高温下容易产生热分解。当下的无机包覆剂主要还是磷酸钝化，磷酸钝化工艺由于其简便成本低的特点，是工业生产中最常用的包覆方法，但是研究发现磷酸盐包覆层在高温退火时会发生分解，造成电阻率的急剧降低，从而增加磁芯损耗。为了寻找替代磷酸盐的绝缘介质，热稳定性好的氧化物包括SiO₂、MgO、Al₂O₃和铁氧体等相继被开发研究，但是氧化物本身具有很高的脆性，与软磁粉末基体的结合性较差，包覆层容易开裂甚至脱落，包覆效果不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种模压电感用软磁粉末的新型绝缘包覆方法，本发明提供的复合绝缘包覆层具有较好的电阻率和热稳定性。

本发明提供了一种模压电感用软磁粉末的新型绝缘包覆方法，包括：

将纳米无机盐应用于软磁粉末绝缘包覆方法中，生成新型纳米无机盐-环氧树脂复合绝缘包覆层。

优选的，所述模压电感用软磁粉末的新型绝缘包覆方法具体包括：

将乙醇、水、纳米无机盐和偶联剂混合，得到改性纳米无机盐；

将所述改性纳米无机盐、丙酮、环氧树脂、润滑剂和软磁粉末混合后干燥，得到待成型磁粉；

将所述待成型磁粉进行压制成型，得到毛坯；

将所述毛坯进行退火处理，得到软磁复合材料。

优选的，所述纳米无机盐选自纳米碳酸钙、纳米碳酸镁、纳米钛酸钡和纳米硅酸钙中的一种或几种。

优选的，所述偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

优选的，所述软磁粉末选自铁粉、铁硅粉、铁硅铝粉、铁硅铬粉、铁钴粉、铁镍粉、羰基铁粉、铁镍钼粉、铁基非晶粉末和铁基纳米晶粉末中的一种或几种。

优选的，所述软磁粉末的粒度为100～500目。