[发明专利]一种金属软磁复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种金属软磁复合材料及其制备方法。这种金属软磁复合材料包括铁基体和包覆所述铁基体的包覆层；其中，所述铁基体包括纯铁或者铁合金；包覆层包含镍锌铁氧体。这种金属软磁复合材的制备方法，包括以下步骤：1)将氨水、锌源与镍源混合，得到反应液；2)将所述反应液与铁基体混合，进行水热反应。本发明提供了一种原位水热法制备Fe/NiZn铁氧体软磁复合材料的方法，制备工艺简便，易操作。通过该方法制备得到的金属软磁复合材料具有高频下高磁导率、低涡流损耗的特点，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，特别涉及一种金属软磁复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的不断进步，对磁性器件等行业也提出了更高的要求。磁性器件在通讯领域、数字终端及智能控制系统领域、汽车电子领域等新兴高端领域中发挥着关键性作用，目前整机电子产品核心和关键技术正迅速向元器件转移。轻、薄、短、小，高性能、高可靠、高环境适应性的应用需求推动电子无源元件和有源器件向小型化、微型化、片式化和集成化方向发展，磁性功能器件集成化技术已成为当代发展电子新技术的一个突出亮点。但是为了使设备小型化、轻型化，要求软磁材料向高频稳定化、低损耗化发展，使其在高频条件下具有较高的磁导率和饱和磁化强度，同时具有较低损耗。

传统的软磁材料越来越难以满足以上所述现代电子工业的发展，因此需要开发新的软磁材料来满足现代电子器件发展的需求。与传统软磁铁氧体材料相比，金属软磁材料具有饱和磁化强度高，磁导率高，功率密度大等优点，有着独特的优势，但其电阻率低下，在高频应用中容易出现磁导率降低，涡流损耗严重等问题，由此金属软磁复合材料应运而生。

软磁复合材料(SMCs)通过在基体铁磁性颗粒表面包覆至少一层绝缘层来达到增加电阻率，减少涡流损耗的作用。绝缘材料的选择方面，根据绝缘层种类进行分类又可以分为有机包覆和无机包覆。其中，有机包覆层可以选择环氧树脂，丙烯酸，聚酯和聚氨酯等热固性树脂，无机包覆层可以选择氧化物，磷酸盐和硫酸盐等。

软磁复合材料在实际应用中，常常需要进行热处理来消除压制过程中所引入的应力作用，而有机包覆传统工艺中常用的环氧树脂与酚醛树脂耐热性差，加热易分解，这就对后续热处理温度产生了限制。有机物包覆的另一个缺点是包覆层属于非磁性相，引入后会降低材料的饱和磁化强度，不利于获得较高的磁导率。在这方面，在无机包覆中，如磷酸盐包覆，硫酸盐包覆，氧化铝包覆，二氧化硅包覆等有着同样的问题。

相关铁氧体的制备技术中，化学共沉淀法需要稳定的溶液pH值，先在基体表面生成氢氧化物前驱体，再经热处理生成目标铁氧体，且对热处理气氛及热处理温度有着一定要求，工艺繁琐。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种金属软磁复合材料；本发明的目的之二在于提供这种金属软磁复合材料的制备方法；本发明的目的之三在于提供这种金属软磁复合材料的应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一方面提供了一种金属软磁复合材料，包括铁基体和包覆所述铁基体的包覆层；所述铁基体包括纯铁或者铁合金；所述包覆层包含镍锌铁氧体。

铁氧体具有铁磁性，以其作为包覆层对铁磁性基体的饱和磁化强度稀释较小。本发明采用无机磁性相镍锌铁氧体作为铁磁性基体的绝缘包覆层，可以获得更好的磁性能，不仅可以抑制涡流损耗，同样减少了磁稀释，使得金属软磁复合材料的饱和磁化强度高。

根据本发明所述金属软磁复合材料的一些实施例，所述铁合金包括铁硅合金、铁硅铝合金、铁硅铬合金、铁镍钼合金、铁镍合金中的至少一种。

根据本发明所述金属软磁复合材料的一些实施例，所述包覆层的厚度为0.3微米～1微米。

根据本发明所述金属软磁复合材料的一些实施例，所述金属软磁复合材料的饱和磁化强度为195emu/g～210emu/g。