[发明专利]百兆赫兹频率下稀土软磁复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种百兆赫兹频率下稀土软磁复合材料的制备方法。本发明采用还原扩散法制备了Ysubgt;2/subgt;Cosubgt;17/subgt;，使用氧化锆球和无水乙醇球磨的球磨方式，然后将其与环氧树脂混合，制备出一种稀土软磁复合材料。本发明提供的稀土软磁复合材料以还原扩散法制备的Ysubgt;2/subgt;Cosubgt;17/subgt;为基础，通过精细调控球磨条件，使得到的软磁材料具有较高磁导率和较低的矫顽力。所述制备方法所用原材料成本较低、工艺简单可行。该发明为利用还原扩散法制备稀土软磁复合材料，在一定程度上提供了参考。

技术领域

本发明属于稀土软磁材料制备技术领域，具体涉及一种百兆赫兹频率下稀土软磁复合材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，对电力的需求也越来越大，对变压器、发动机等软磁材料的要求也逐渐地提高。而这些软磁材料具有高磁导率、高饱和磁化强度、低磁损耗和低矫顽力等特性，且具有易磁化、退磁快等特性，具有应用场景多、应用范围广等优点，在交通、电力工业、电子设备等各个领域都有着重要的地位。稀土软磁合金由于其易平面各向异性强，在高频应用中具有很大的潜力。但是也存在着随着频率逐渐增加，磁导率急剧下降，磁损耗也逐渐增大的问题。

交变场下软磁材料的损耗包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。磁滞损耗来源于铁磁体磁化过程中畴壁的不可逆位移和磁化矢量的不可逆转动。静态磁化下，畴壁的不可逆位移和磁化矢量的不可逆转动会产生磁滞现象，磁滞回线的面积表征磁化过程的能量损耗。因此，降低矫顽力可以减小损耗。为了解决这个问题，人们开发了软磁复合材料，由金属磁粉与绝缘涂层组成，磁粉提供高的饱和磁化强度和高的磁导率，涂层包覆着磁粉来提高电阻率以降低磁芯损耗。CN115312316A通过将改性粉末、环氧改性有机硅树脂、酚醛胺环氧固化剂与软磁金属粉末混合后干燥完成包覆，得到高频高功率用低损耗软磁复合材料。目前软磁复合材料的绝缘包覆层的种类繁多，以有机聚合物和无机氧化物为主，有机聚合物如环氧树脂、硅树脂等，无机绝缘包覆层主要有MgO、SiO₂、Al₂O₃等。

对于具有单轴各向异性的材料来说，由于Snoek极限的限制，其起始磁化率与共振频率的乘积为一定值。因此，很难同时提高磁化率和共振频率，这给实际应用带来了很大的限制。随着人们研究的不断深入，发现在MHz频段出现了新的谐振峰，即畴壁谐振峰，这严重影响了磁性材料在功率器件中的应用。因此，人们致力于提高畴壁共振峰的频率。对于大多数的2：17型稀土材料合金，有两种同素异构体，二者的结构很相似，其在室温下具有Th₂Zn₁₇型晶体结构，而在高温下转变为Th₂Ni₁₇晶体结构。强磁晶各向异性的2:17易面型稀土合金Y₂Co₁₇稀土材料是一种优异的软磁材料，内禀的磁晶各向异性导致平面各向异性，能够突破Snoek极限，在提高磁导率的同时提高共振频率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的缺点为了使畴壁峰向更高频率移动，使其更进一步适合应用而提供一种百兆赫兹频率下稀土软磁复合材料的制备方法，本发明制备的复合材料具有较高磁导率和较低的矫顽力。

为解决本发明的技术问题采用如下技术方案：

一种百兆赫兹频率下稀土软磁复合材料的制备方法，其工艺为：将氧化钇粉体和钴粉与预处理的还原剂钙混合后采用先还原再扩散烧结的方法制备Y₂Co₁₇块体，然后破碎后使用球磨处理，洗涤后真空干燥过筛得到Y₂Co₁₇软磁合金材料，然后与环氧树脂混合制备得到稀土软磁复合材料磁环。

上述百兆赫兹频率下稀土软磁复合材料的制备方法，其具体步骤为：

(1)氧化钇粉体和钴粉按照原子比2：17混合将得到的混合粉体与预处理的还原剂钙得到混合原料，其中氧化钇粉体与预处理的还原剂钙之间摩尔比为1：1.5-2；