一种Fe-6.5%Si磁粉芯的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种Fe-6.5%Si磁粉芯。该磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量计其成分为：6.5～6.6%Si、3～7%Co，余量为Fe。本发明的磁粉芯具有饱和磁化强度高、矫顽力小、磁导率高、磁损耗低等特点。
【专利说明】-种Fe-6. 5%Si磁粉芯
【技术领域】
[0001] 本发明属于软磁材料领域，涉及一种Fe-6. 5%Si磁粉芯。
【背景技术】
[0002] 随着电子技术的迅猛发展，对电子器件的高频化、高功率密度化、小型化及抗电磁 干扰的要求日益提高，传统的硅钢片软磁材料已难以适应其要求。金属磁粉芯作为一种软 磁复合材料，与传统的硅钢片相比，具有损耗低、体积小、可柔性制造等优点。目前，金属磁 粉芯已被广泛用于开关电源和UPS等现代电力电源装置中，作为功率因数较正电感、输出 滤波电感、谐振电感、EMI电感和反激变换器主变压器铁芯。与其他成分的Fe-Si磁粉芯相 t匕，Fe-6. 5%Si磁粉芯因其合金本身磁晶各向异性常数小，磁致伸缩系数几乎为零，铁损较 低，而具有较好的直流叠加特性、高频低损耗及高的频率稳定性等磁性能，特别适用于目前 低压强电流、大功率密度及高频化的技术要求，可以部分替代纯铁粉芯、铁镍粉芯及铁娃铝 粉芯等产品，在电子元器件、能源行业中具有巨大的商业应用前景。
[0003] 然而，对于Fe-6. 5wt%Si磁粉芯而言，由于其反磁性Si元素的含量较高以及非磁 性绝缘物质的加入，降低了自身的饱和磁化强度。显然，这不利于电子器件的高功率密度化 及小型化发展趋势。相关研究表明，除元素 Co和Pt外，任何其余元素的添加均会降低铁基 合金饱和磁化强度。
[0004] 中国专利201410037762. 9公开了一种铁硅磁粉芯的制备方法，通过在铁硅的基 础上添加微量的兀素 Ni或Co，提1?铁娃磁粉芯的直流置加特性，降低磁损耗，其中Si占 5?7%，Ni或Co占0. 1?1. 5%，其余为Fe。上述专利中所报道的0. 1?1. 5%含量的Co元素未 能进一步有效提高磁粉芯的饱和磁化强度、减小矫顽力、增大磁导率以及降低磁损耗。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于弥补上述已有研究的不足，通过成分设计，提供一种添加 Co元 素的Fe-6. 5%Si磁粉芯，该磁粉芯具有饱和磁化强度高、矫顽力小、磁导率高、磁损耗低等 特点。
[0006] 本发明所述的添加 Co元素的Fe-6. 5%Si磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量 计为：6· 5?6. 6%Si、3?7%Co,余量为Fe。
[0007] 优选的磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量计为：6. 5%Si、3%C〇,余量为Fe。
[0008] 本发明的优点在于通过添加 Co元素并合理选择其含量，制备出饱和磁化强度高、 矫顽力小、磁导率高、磁损耗低的磁粉芯。
【具体实施方式】
[0009] 本发明采用气雾化工艺制备Fe-6. 5%Si合金粉，按比例将Si、Fe、Co置于熔炼炉 中，熔炼温度1650°C、雾化压力6MPa、雾化介质为氩气。筛分出-100目的合金粉，在氩气 气氛中于900°C保温2h后油淬至室温。将上述粉按100:1的质量比加入ATPS偶联剂溶液 中，搅拌均匀后用酒精清洗并干燥，将修饰后的粉按100:4质量比加入硅酮树脂包覆溶液， 混合均匀后干燥。将上述绝缘包覆后的粉压制成密度为6. Og/cm3的生坯，再经500°C退火 lh后炉冷至室温，最终制得本发明所述的Fe-6. 5%Si磁粉芯。
[0010] 实施例1 本实施例中，磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量计其成分为：6. 5%Si、3%C〇,余量 为Fe。采用气雾化工艺制粉，按比例将Si、Fe、Co置于熔炼炉中，熔炼温度1650°C、雾化压 力6MPa、雾化介质为氦气。筛分出-100目的合金粉，在氦气气氛中于900°C保温2h后油淬 至室温。将上述粉按100:1的质量比加入ATPS偶联剂溶液中，搅拌均匀后用酒精清洗并干 燥，将修饰后的粉按100:4质量比加入硅酮树脂包覆溶液，混合均匀后干燥。将上述绝缘包 覆后的粉压制成密度为6. Og/cm3的生坯，再经500°C退火lh后炉冷至室温，最终制得本发 明所述的磁粉芯。
[0011] 实施例2 本实施例中，磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量计其成分为：6. 55%Si、5%C〇,余量 为Fe。粉及磁粉芯制备方法与实施例1相同。
[0012] 实施例3 本实施例中，磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量计其成分为：6. 6%Si、7%C〇,余量 为Fe。粉及磁粉芯制备方法与实施例1相同。
[0013] 对比例 对比例1和2的磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量计，其成分分别为：6. 5%Si和 l%Co,6. 5%Si和10%C〇,余量均为Fe。粉及磁粉芯制备方法与实施例1相同。
[0014] 表1是实施例1、2、3和对比例1、2的磁粉芯性能的比较。由表可知，与对比例1 相比，实施例1的饱和磁化强度、磁导率相当，但矫顽力显著减小40%、损耗显著降低38% ;实 施例2的饱和磁化强度相当，但磁导率提高16%、矫顽力减小18%、损耗降低14% ;实施例3的 磁导率有所减小，但其饱和磁化强度提高16%、矫顽力明显减小26%、损耗显著降低22%。这 表明，与0. f 1. 5%Co含量范围的Fe-6. 5%Si磁粉芯相比，3%Co含量的Fe-6. 5%Si磁粉芯具 有矫顽力更小、损耗更低的优点，5%Co含量的Fe-6. 5%Si磁粉芯具有磁导率更高、矫顽力更 小、损耗更低的优点，7%Co含量的Fe-6. 5%Si磁粉芯具有饱和磁化强度更高、矫顽力更小、 损耗更低的特点。因此，3~7%Co含量的Fe-6. 5%Si磁粉芯具有更优的综合磁性能。
[0015] 与实施例3相比，随着对比例2的Co含量进一步增加至10%，磁粉芯的磁导率尽管 有所增大，但饱和磁化强度下降13%、矫顽力急剧增大92%，损耗急剧升高59%，综合磁性能 明显恶化；加之Co元素价格昂贵，综合性价比，10%C〇含量的Fe-6. 5%Si磁粉芯的性价比处 于劣势。
[0016] 表1磁粉芯性能的比较
【权利要求】
1. 一种Fe_6. 5%Si磁粉芯，其特征在于磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量计为： 6. 5 ?6. 6%Si、3 ?7%Co,余量为 Fe。
2. 根据权利要求1所述的磁粉芯，其特征在于磁粉芯中的软磁合金粉按重量百分含量 计为：6. 5%Si、3%Co,余量为 Fe。
【文档编号】H01F1/147GK104240890SQ201410480750
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】刘辛, 蔡一湘, 乐晨, 毛新华, 谢焕文 申请人:广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院)