[发明专利]一种非晶磁粉芯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种非晶磁粉芯及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)对Fe基非晶合金进行脆化热处理，破碎后经预退火处理得到非晶粉料，取两部分非晶粉料分别进行不同筛网过筛得到第一粉料和第二粉料；(2)将第一粉料和第二粉料混合后，使用MgO对其进行磁控溅射处理，得到前驱体粉末；(3)对纳米铁氧体粉末进行表面改性处理，将前驱体粉末和表面改性的纳米铁氧体粉末混合研磨后，加入粘结剂进行造粒，经压制处理后进行退火处理，得到所述非晶磁粉芯，本发明采用磁控溅射法和机械球磨法制备非晶粉/MgO/铁氧体双层核壳结构非晶复合材料，制备的磁粉芯磁导率高、功率损耗低且直流叠加性能良好。

技术领域

本发明属于磁性材料领域，涉及一种非晶磁粉芯及其制备方法。

背景技术

随着电子电力技术的发展，电子器件朝着小型化、高频化和大电流化的方向发展是必然趋势。传统的磁粉芯如铁粉芯、铁硅粉芯、铁硅铝粉芯、铁镍粉芯和铁镍钼粉芯面对新的性能要求都存在着各式各样的问题。具体的表现为：铁硅粉芯价格适中，直流叠加性能优异，但高频损耗高；铁硅铝粉芯应用面广，损耗低，频率性能好，具有优良的性价比，但直流叠加特性不够理想。铁镍粉芯具有最佳的直流偏置特性，但是价格较高，损耗也高；铁镍钼性能最优越，但是价格也最昂贵。铁基非晶磁粉芯在高频下具有恒磁导率、高电阻率、低损耗、温度稳定性好等特点，也符合国家节能减排要求，且成本低廉，是磁粉芯材料的重要发展方向，近年来逐渐成为研究和应用的热点。

制备软磁复合材料最为关键的流程是磁性粉末颗粒表面绝缘处理工艺，目前主要分为以下三类：化学表面处理工艺、有机物包覆处理工艺和无机物包覆处理。化学表面处理工艺现在主要采用无机酸或无机酸盐，但是这种方法制备的钝化层不耐高温，而且使用的酸性试剂对环境造成相当程度的污染。有机物包覆处理工艺中因有机物的耐高温性能差，只能在较低温度下加工。目前较为普遍且适用的磁性粉末包覆方法为无机物包覆处理。

CN104368807A公布了一种金属软磁复合材料用粉末的包覆方法及磁体的制备方法。该专利中采用溶胶-凝胶法及高温热处理的方式来包覆一层纳米Al₂O₃，再包覆硅烷偶联剂和硅树脂并将包覆的有机物干燥得到包覆粉末。该专利中制备的软磁复合材料具有高的磁导率和更低的损耗。但是整个制备过程较为复杂，影响因素较多，不利于控制产品均一性，耗时长，生产效率低。同时这种方法涉及多步化学反应和金属溶液，容易污染环境。

CN104575913A公布了一低损耗非晶磁粉的制备方法，该专利中将软磁粉料在磷酸、硝酸和铬酸的混合水溶液中反应钝化，在粉体钝化之后加入云母粉、高岭土、氧化锆粉和氧化铝粉等绝缘剂处理。该专利制备的磁粉芯不仅损耗低而且有较好的直流叠加性能。但是该专利制备的粉体表面存在较多非磁性物质，导致磁粉芯的磁导率有所衰减。

CN102136331A公开了一种高效软磁复合材料及其制备方法，该专利中将软磁性金属与软磁铁氧体粉末按照比例混合均匀，使得软磁铁氧体粉末包覆于软磁性金属表面，在经过放电等离子烧结致密化复合烧结成型，最后进行去应力退火热处理。该专利中制备的软磁复合材料兼具高饱和磁感应强度和高电阻率特点，磁导率高、矫顽力低、损耗低，并且有着优异的综合机械性能。但是该专利中软磁金属颗粒直接软磁铁氧体接触，会导致外层铁氧体绝缘层和核心颗粒中金属离子发生互扩散过程，核心Fe元素出现扩散和活化，导致高频下的损耗有所衰减，同时专利中使用的于放电等离子烧结设备所需的生产环境要求较高，不利于大规模的生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非晶磁粉芯及其制备方法，本发明采用磁控溅射法和机械球磨法制备非晶粉/MgO/铁氧体双层核壳结构非晶复合材料，制备的磁粉芯磁导率高、功率损耗低且直流叠加性能良好。且制备工艺中采用的磁控溅射法可以有效的控制镀层的厚度，沉积速率高，且成膜致密均匀，整体工艺采用的磁控溅射法和机械球磨法适合大批量生产，对环境友好。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种非晶磁粉芯的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：