[发明专利]一种软磁合金复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种软磁合金复合材料及其制备方法，所述软磁合金复合材料包括：由Fe基合金和/或羰基铁制成的球形粉末，所述球形粉末的表面具有疏水结构层并结合有金属层，还包括由聚乙烯醇树脂和/或水性丙烯酸树脂制成的树脂包覆层。所述软磁合金复合材料的制备方法为：取球形粉末状Fe基合金材料或羰基铁材料或二者的混合材料；清洗并在表面形成疏水结构层；进一步处理成流动状态粉末材料；在颗粒表面形成Cr金属层或Al金属层或Ti金属层中的至少一层；与聚乙烯醇树脂和/或水性丙烯酸树脂混合，并粉碎成混合物颗粒。实验表明，本发明的软磁合金复合材料的材料损耗优于现有技术的相关材料，而在强度方面，更是明显高于现有技术的材料。

技术领域

本发明涉及软磁合金复合材料技术领域，尤其涉及一种软磁合金复合材料及其制备方法。

背景技术

随着大数据、云计算、物联网的发展，数据中心对高效率和高功率密度的需求日益增长，宽禁带半导体功率器件(GaN、SiC)的发展和高功率密度陶瓷电容技术的提高，将推动着功率转换到更高的效率和密度，从而对电感器提出更高的抗直流叠加和更低损耗的要求。铁氧体功率器件的损耗较低，但抗直流叠加能力低，无法满足目前对于功率电感器件的要求。软磁合金材料具备高Bs、高磁导率、优异的电流叠加和高居里温度等特点，因此，通过对合金材料进行包覆处理，降低高频下涡流，提升使用频率，可以一定程度上满足高频化及高转换效率的要求，但现有技术的包覆处理方式存在磁粉芯热处理后强度低的问题，需要通过树脂含浸等工艺进行加固，即便如此，因功率器件的使用环境相对较恶劣，有机物形成的粘结层只能在表面形成粘结，强度低且容易老化失效，所以，仍然无法满足实际的使用要求。

公开号为CN102228988A的中国发明专利申请，公开了一种高强度软磁粉末铁芯的制备方法，包括以下步骤：1)将铁粉、过氧化物粉末、润滑剂混合均匀；2)将粉末压制成型；3)将步骤2)压制得到的坯体在过氧化物的分解温度以上保温，再于300-500℃下保温。根据其说明书的记载，该方法制备的软磁粉末铁芯具有较高的密度和强度，同时可以较大的降低涡流损耗，但是，该发明通过对过氧化粉末提升材料氧化程度使磁粉氧化形成氧化膜，虽强度得到了提升，但磁粉发生氧化会导致性能劣化，无法满足使用要求。公开号为CN110277238A的中国发明专利申请公开了一种高饱和磁通密度、高强度软磁复合材料及其制备方法，包括：步骤1：对铁粉进行磷化处理；步骤2：将上述粉末洗涤、过滤、烘干后通过筛分获得包覆粉；步骤3：将上述包覆粉末与碳酸钙通过机械球磨进行混合；步骤4：将步骤3获得的包覆铁粉与润滑剂进行预混合；步骤5：将模具加热，加入步骤4中的混合料进行压制成型；步骤6：将压制后的磁环放置于真空烧结炉中，进行氮气气氛退火热处理。该方法通过给模具加热对绝缘包覆后的粉料进行温压成型，可有效减小粉料间的摩擦力，然后通过退火热处理去除材料残余应力，可得到具备高磁通密度、高强度的软磁复合材料，满足复杂受力条件下的使用要求。但是，该材料主要通过磷化并添加润滑剂减小材料间的摩擦阻力增加材料的成型密度，提升磁体强度，但粉末依靠粉末间的咬合力结合强度往往不足，无法达到高强度的要求。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本申请的发明构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为克服前述现有技术的缺陷，本发明提供一种软磁合金复合材料，呈颗粒状，包括：由Fe基合金和/或羰基铁制成的球形粉末，所述球形粉末的表面具有疏水结构层，所述疏水结构层的外面结合有金属层，所述PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)金属层外面具有致密的氧化膜；还包括由聚乙烯醇树脂和/或水性丙烯酸树脂制成的树脂包覆层。

本发明还可采用如下可选/优选方案：

所述PVD金属层是Cr金属层或Al金属层或Ti金属层中的至少一层。

所述PVD金属层是Cr、Al和Ti至少二者的混合金属层。