[发明专利]一种低损耗软磁复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种低损耗软磁复合材料的制备方法，属于磁性材料技术领域。制备操作为：将金属磁粉放入氯化镁与氯化铝的混合溶液中，再在混合溶液中加入过量氨水，通过两步煅烧及压制、退火处理，得到氧化镁与氧化铝复合绝缘的低损耗软磁复合材料。以相对磁导率级别为60的气雾化铁硅铝软磁复合材料为例，采用此方法制备的磁芯相较于常规方法制备的磁芯，压制密度提升2.8%，磁滞损耗降低24.6%。软磁复合材料电阻率从6.224×10⁹μΩ∙cm提升至8.565×10⁹μΩ∙cm，500kHz/50mT的涡流损耗降低了69mW/cm³，该方法通过两步煅烧得到的氧化镁与氧化铝复合绝缘层，明显提升了软磁复合材料的压制密度与电阻率，同时降低了软磁复合材料的磁滞损耗与涡流损耗。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种低损耗软磁复合材料的制备方法。

背景技术

软磁复合材料以其优异的直流偏置性能以及良好的频率稳定性被广泛应用在光伏逆变器、电动汽车、变频空调等领域。随着开关频率不断提高，对软磁复合材料的损耗也更加关注，如何在保证优异直流偏置性能的前提下降低软磁复合材料的损耗是目前研究的热点。

损耗分离研究发现，应用频段在大约100kHz以下，软磁复合材料的损耗主要以磁滞损耗为主。而当应用频段提高至几百kHz，软磁复合材料的磁滞损耗与涡流损耗都占有一定比例，降低总损耗就必须同时考虑降低软磁复合材料的磁滞损耗与软磁复合材料的涡流损耗。目前，降低软磁复合材料磁滞损耗的方法主要还是集中在提升软磁复合材料的密度，降低软磁复合材料内部的有效退磁场，例如通过粉末的粒度配比来实现压制密度的提升，或者通过表面改性的方式对磁粉进行绝缘包覆，得到较薄的绝缘层。但粉末的粒度配比方式多种多样，需要对磁粉颗粒进行筛分处理，较为繁琐，而表面改性的方式大多利用有机/无机复合绝缘，两层绝缘层绝缘效果虽好，可以有效降低涡流损耗，但该非磁性复合绝缘层却很难做薄，导致磁滞损耗依然很高。而涡流损耗主要与粉末颗粒的粒径以及软磁复合材料的电阻率有关，虽然减小粉末整体粒径有助于降低涡流损耗，但较小的磁粉会因为流动性差和易通过模具间隙喷出而遇到磁芯难以压制成形及拉伤模具等问题，所以要想降低软磁复合材料的涡流损耗，在不大幅降低磁粉尺寸的前提下，只能提升软磁复合材料的电阻率。因此，选用一种或多种电阻率较高的绝缘物并实现对磁粉颗粒致密均匀的包覆是得到低损耗软磁复合材料的关键。

发明内容

为了避免工序繁琐的磁粉粒度配比，同时解决复合绝缘时，磁滞损耗与涡流损耗难以同时保持较低水平的问题，本发明提供一种低损耗软磁复合材料的制备方法。

一种低损耗软磁复合材料的制备操作步骤如下：

（1）将氯化镁粉末、氯化铝粉末与金属磁粉按照质量比1:1:10～30进行混合，加入到浓度98%乙醇溶液中均匀搅拌，得到混合溶液；

所述金属磁粉为铁硅磁粉、气雾化铁硅铝磁粉、铁镍磁粉中的一种；

（2）在混合溶液中加入氨水充分反应，并进行加热烘干，并过80目筛网，得到复合粉末；

所述氨水加入的量为混合溶液质量的1%～5%；

（3）将所得复合粉末在氮气的保护气氛下进行两步煅烧，得到热处理粉末；

（4）将所得热处理粉末在模具中压制成形、退火处理，得到具有氧化镁和氧化铝复合绝缘层的低损耗软磁复合材料；

所述低损耗软磁复合材料的电阻率为8.05×10⁹μΩ∙cm～9.997×10⁹μΩ∙cm、密度为5.93～7.26g/cm³；

100kHz/1V条件下，相对磁导率μ为52.66～68.22；