一种圆环取向非晶磁粉芯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功能材料中软磁粉芯的制备领域，具体涉及一种圆环取向非晶软磁粉芯的制备方法。
【背景技术】
[0002]非晶磁粉芯是由非晶磁粉与绝缘剂混合压制而成的一种软磁器件，广泛应用于开关电源磁芯、滤波器和互感器等各种电子元器件中。传统非晶磁粉芯主要经过粉末筛分及粒度配比、磁粉钝化、绝缘包覆、模压成型、去应力退火、固化处理等一系列环节加工而成，上述工艺会出现如下问题:(I)由于鳞片状磁粉为无序状态，在压制过程中磁粉与磁粉棱角之间的相互挤压，容易破坏绝缘包覆膜，造成涡流损耗增加；(2)磁粉平面不平行于应用磁场，会产生面内涡流，从而造成磁粉芯总损耗的增加；(3)鳞片状磁粉在垂直于应用磁场方向具有最大的退磁因子，会产生最大的退磁场，从而降低磁粉芯磁导率。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有高μ XQ值的圆环取向非晶磁粉芯的制备方法，以消除由磁粉退磁场、磁粉面内涡流损耗对非晶磁粉芯磁电性能造成的不利影响。
[0004]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]—种圆环取向非晶磁粉芯的制备方法，包括以下步骤:
[0006]步骤一，将鳞片状非晶软磁粉末进行钝化处理，随后同粘结剂、绝缘剂混合均匀；
[0007]步骤二，将混合均匀的复合物放入非导磁模具内，然后将模具放置于水平外加磁场中并加以振动；
[0008]步骤三，以固定角度旋转模具，并将沿圆环方向取向磁粉进行逐次预压固定，之后将已预压的磁粉芯置于粉末压片机中进行压制；
[0009]步骤四，将已取向磁粉芯进行去应力退火、固化处理。
[0010]优选的，步骤一中的鳞片状非晶磁粉为非等轴的鳞片状非晶磁粉。
[0011]优选的，步骤一中的非晶磁粉粒度为50 μπι-500 μπι。
[0012]优选的，步骤一中鳞片状非晶磁粉的用量为该复合物总重量的80% -95%。
[0013]优化的，步骤二中外加水平磁场大小为0.1-10特斯拉。
[0014]优选的，步骤三中模具旋转角度为30°、45°、60°、90°的一种。
[0015]优选的，步骤四中去应力退火处理温度为420°C，退火时间为30min，其中升温速率为10°C /min，之后随炉冷却。
[0016]优选的，步骤四中固化处理是磁粉芯在100°C下保温1min后，在环氧树脂胶中浸渍直至无气泡产生，然后烘干。
[0017]本发明的有益效果是:与现有非晶软磁粉芯制备工艺相比，本发明采用了磁场诱导粉末取向压制成型工艺，鳞片状非晶磁粉具有较大的径厚比，其形状各向异性显著，在沿着磁粉平面方向为易磁化轴，垂直于磁粉平面方向为难磁化轴，其中非晶磁粉在外加磁场作用下产生静磁力，从而发生旋转使其易磁化轴沿着磁力线方向进行取向排列。对磁粉芯内部每个磁粉来讲，并不存在闭合回路，鳞片状磁粉平面在平行于应用磁场方向具有最小的退磁因子，产生最小的退磁场，从而可以有效提高磁粉芯磁导率。非晶磁粉经磁场诱导取向后，磁粉与磁粉之间为平行排列，从而避免了压制过程中磁粉与磁粉棱角之间的相互挤压，减小对绝缘包覆膜的破坏程度，其次磁粉平面平行应用磁场可以有效的降低磁粉面内涡流损耗。本发明制备的非晶磁粉芯可以显著提高磁粉芯的μ与Q的乘积。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的磁场取向示意图；
[0019]图2为实施例1与对比例的磁导率与频率关系对比图；
[0020]图3为实施例1与对比例的μ与Q乘积与频率关系对比图；
[0021]图4为本发明实施例1制备的圆环取向非晶磁粉芯的断口扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0023]实施例1
[0024]将成分为Fe78Si9B13鳞片状非晶磁粉进行筛分，混成由10%通过-100?+200目的第一粉末和55%的通过-200?+300目的第二粉末和35%的通过-300目的第三粉末组成的配比粉末，将配比好的非晶粉末进行钝化处理，然后将粉末烘干，向钝化后的非晶粉末中加入粘结剂、绝缘剂进行均匀混合，其中，鳞片状非晶磁粉的用量为该复合物总重量的90% ;将绝缘包覆后的非晶磁粉均匀装入非导磁模具中，然后将模具放置于0.8Τ的水平外加磁场中并加以振动，然后以45°旋转模具，并将沿圆环方向取向磁粉进行逐次预压固定，之后将已预压的磁粉芯置于粉末压片机中进行压制，压力为lOOOMPa，得到规格为?29mmX 17mmX 10mm(即外径为29mm，内径为17mm，高为10mm)的磁粉芯，将压制后的磁粉芯在氩气气氛保护下进行去应力退火，热处理温度为420°C，退火时间为30min，其中升温速率为10°C /min，随炉冷却，将热处理后的磁粉芯在100°C下保温1min后，在环氧树脂胶中浸渍直至无气泡产生，然后烘干。
[0025]实施例2
[0026]将成分为Fe78Si9B13鳞片状非晶磁粉进行筛分，混成由10%通过-100?+200目的第一粉末和55%的通过-200?+300目的第二粉末和35%的通过-300目的第三粉末组成的配比粉末，将配比好的非晶粉末进行钝化处理，然后将粉末烘干，向钝化后的非晶粉末中加入粘结剂、绝缘剂进行均匀混合，其中，鳞片状非晶磁粉的用量为该复合物总重量的80% ;将绝缘包覆后的非晶磁粉均匀装入非导磁模具中，然后将模具放置于0.5T的水平外加磁场中并加以振动，然后以60°旋转模具，并将沿圆环方向取向磁粉进行逐次预压固定，之后将已预压的磁粉芯置于粉末压片机中进行压制，压力为lOOOMPa，得到规格为?29mmX 17mmX 10mm(即外径为29mm，内径为17mm，高为10mm)的磁粉芯，将压制后的磁粉芯在氩气气氛保护下进行去应力退火，热处理温度为420°C，退火时间为30min，其中升温速率为10°C /min，随炉冷却，将热处理后的磁粉芯在100°C下保温1min后，在环氧树脂胶中浸渍直至无气泡产生，然后烘干。
[0027]实施例3
[0028]将成分为Fe78Si9B13鳞片状非晶磁粉进行筛分，混成由10%通过-100?+200目的第一粉末和55%的通过-200?+300目的第二粉末和35%的通过-300目的第三粉末组成的配比粉末，将配比好的非晶粉末进行钝化处理，然后将粉末烘干，向钝化后的非晶粉末中加入粘结剂、绝缘剂进行均匀混合，其中，鳞片状非晶磁粉的用量为该复合物总重量的95% ;将绝缘包覆后的非晶磁粉均匀装