一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料，由以下重量份的原料制备制成：三氧化二铁48?53、氧化锰20?23、氧化锌16?18、二氧化硅6?8、氧化镍23?25、磁性碳粉4?5、纳米氧化镧2?3、云母粉1?2、硬脂酸锌0.5?0.7、氮化铝2?3、油酸丁酯0.4?0.6、聚乙二醇0.7?1、聚二甲基硅氧烷0.2?0.3、藻酸并二醇酯0.5?0.6、硅烷偶联剂kh5502.5?3、聚酰胺树脂2.6?3.3、硅酸钠1.5?2、硅溶胶2?3、聚乙烯醇1.3?2、去离子水适量；本发明制备的磁芯材料具有礠能积高，磁性稳定，直流叠加性能好的优点，同时可以实现低温烧结，简化了工艺，节约了能源。
【专利说明】
一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料
技术领域
[0001]本发明涉及铁氧体材料技术领域，尤其涉及一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料。【背景技术】
[0002]随着电子信息技术的飞速发展，金属磁粉芯被广泛应用于线路滤波器、输出电感和开关电源等领域，金属磁粉芯是将磁性粉末颗粒与非磁性绝缘介质混合均匀后压制成型的一类软磁材料，主要分为铁粉芯、铁硅磁粉芯、高磁通磁粉芯、铁硅铝磁粉芯、铁硅镍磁粉芯、铁镍钼磁粉芯和非晶纳米晶磁粉芯。将铁磁性粉末颗粒与绝缘介质混合后，进行压制而得到的一种软磁复合材料称为金属磁粉芯。铁磁性粉末颗粒经过绝缘包覆后在其表面生成了一层绝缘介质膜，可以有效的提高磁粉芯的电阻率，降低涡流损耗，因此金属磁粉芯适用于较高的频率下，金属磁粉芯已经成为软磁材料重要的组成部分，由于其具有较高的饱和磁感应强度、良好的频率特性和恒导磁等优点，在现代科技领域中，磁粉芯作为电感滤波器、扼流线圈被广泛的应用于电子通讯、雷达、电源开关等设备。随着通信技术和电子产品数字化的发展，对软磁铁氧体和元件提出了新的要求，现在电子通讯行业需要铁氧体磁芯具有低磁芯损耗和高磁导率，以满足现在电器设备的微型化和高效率的要求，现有的磁芯难以满足上述要求，目前，随着电路的不断升级，电路中的电子元件要求电流更高，需要磁导率高、饱和磁通密度高、附加电流偏磁场后磁导率下降小的磁性元件。金属磁体相对铁氧体磁体有更高的饱和磁通密度，金属材料被当作磁体的主体材料作为新的使用对象。但随着电子产品的小型化、轻薄化发展，要求电子零件也随之小型化、轻薄化。然而随着磁体的小型化，金属材料中高磁导率的材料往往存在绝缘阻抗低、机械强度低的问题。
【发明内容】
[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料，由以下重量份的原料制备制成:三氧化二铁48-53、氧化锰20-23、氧化锌16-18、二氧化硅6-8、氧化镍23-25、磁性碳粉4-5、纳米氧化镧2-3、云母粉1-2、硬脂酸锌0.5-0.7、氮化铝2-3、油酸丁酯0.4-0.6、聚乙二醇0.7-1、聚二甲基硅氧烷0.2-0.3、藻酸并二醇酯0.5-0.6、硅烷偶联剂kh5502.5-3、聚酰胺树脂2.6-3.3、硅酸钠1.5-2、硅溶胶2-3、聚乙烯醇1.3-2、去离子水适量。
[0005]所述一种直流叠加特性高的铁娃合金磁粉芯材料，由以下具体步骤制备制成:(1)将三氧化二铁、二氧化硅、氧化锰、氧化锌和氧化镍混合，然后加到球磨机中磨成细粉，将硅烷偶联剂kh550用去离子水稀释成溶度为4-6%的溶液，再加入油酸丁酯、聚乙二醇、 聚二甲基硅氧烷和藻酸并二醇酯混合均匀，加热至50-60°C时加入磁性碳粉和纳米氧化镧以600-800转/分下搅拌分散6-10min，冷却后备用；(2)将上述制备的纳米混合液体喷涂到细粉中，再将细粉置于烘箱中于110-120°C下烘 30-45min，然后在230-250°C下烘7-10min，随后冷却至室温；(3)将聚酰胺树脂加热至熔融，再加入云母粉、硬脂酸锌和氮化铝搅拌均匀，在和步骤(2)制备的产物混合搅拌均匀，之后加到造粒机中制成100-200目占30Wt%，200-300目占 40Wt%，300-400目占20Wt%，400目以上占10Wt%的比例进行粒径配比备用；(4)将硅酸钠加入10倍量的去离子水稀释，再加入硅溶胶、聚乙烯醇搅拌均匀，将步骤(3)制备的颗粒加入其中抽真空使真空超过-0.9个大气压，保持3分钟，后取出，烘干，放入模具内，在磁场中取向并在1.5-2GPa下压制成坯体，在氩气保护下900-1000°C下烧结，保温 2-2 ? 5h，在 700-750 °C 下回火 1 -1 ? 5h，S卩可得到。
[0006]本发明的优点是:本发明将金属磁粉混合研磨成细粉，使成分之间分散均匀，性能稳定，且将本身具有防腐蚀性、抗高温氧化性和热稳定性的氧化镧和磁性碳粉涂覆在大幅度提高了磁芯材料的力学性能、抗震性、高韧性和抗划伤性能，再采用绝缘粘结物质包覆在其表面，增强颗粒之间的结合强度，并且阻隔颗粒间的涡流，降低了磁芯材料的涡流损耗， 不影响磁芯本身的高磁通量，采用不同的粒径配比使烧结时尺寸稳定性好，体积收缩性小， 尺寸精确性高，最后作进一步的绝缘处理，在不改变磁导率的情况下提高了绝缘性，降低了磁芯损耗，本发明制备的磁芯材料具有礤能积高，磁性稳定，直流叠加性能好的优点，同时可以实现低温烧结，简化了工艺，节约了能源。【具体实施方式】
[0007]—种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料，由以下重量份(公斤)的原料制备制成:三氧化二铁48、氧化锰20、氧化锌16、二氧化硅6、氧化镍23、磁性碳粉4、纳米氧化镧2、云母粉1、硬脂酸锌0.5、氮化铝2、油酸丁酯0.4、聚乙二醇0.7、聚二甲基硅氧烷0.2、藻酸并二醇酯0.5、硅烷偶联剂kh5502.5、聚酰胺树脂2.6、硅酸钠1.5、硅溶胶2、聚乙烯醇1.3、去离子水适量。
[0008]所述一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料，由以下具体步骤制备制成:(1)将三氧化二铁、二氧化硅、氧化锰、氧化锌和氧化镍混合，然后加到球磨机中磨成细粉，将硅烷偶联剂kh550用去离子水稀释成溶度为4%的溶液，再加入油酸丁酯、聚乙二醇、聚二甲基硅氧烷和藻酸并二醇酯混合均匀，加热至50°C时加入磁性碳粉和纳米氧化镧以600 转/分下搅拌分散6min，冷却后备用；(2)将上述制备的纳米混合液体喷涂到细粉中，再将细粉置于烘箱中于110°C下烘 30min，然后在230 °C下烘7min，随后冷却至室温；(3)将聚酰胺树脂加热至熔融，再加入云母粉、硬脂酸锌和氮化铝搅拌均匀，在和步骤(2)制备的产物混合搅拌均匀，之后加到造粒机中制成100目占30Wt%，200目占40Wt%，300目占20Wt%，400目以上占1 OWt%的比例进行粒径配比备用；(4)将硅酸钠加入10倍量的去离子水稀释，再加入硅溶胶、聚乙烯醇搅拌均匀，将步骤(3)制备的颗粒加入其中抽真空使真空超过个大气压，保持3分钟，后取出，烘干，放入模具内，在磁场中取向并在1.5GPa下压制成坯体，在氩气保护下900°C下烧结，保温2h，在700°C 下回火lh，S卩可得到。
[0009]按照具体实施例制备的软磁铁氧体材料，对其进行性能测试，结果如下:抗拉强度为156N，磁化强度为263Am2/kg，最大磁芯损耗(lOOKc、200mT): 320KW/m3，饱和磁感应强度为1.1T，矫顽力为7.70e，居里温度为>240°C。
【主权项】
1.一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制 备制成:三氧化二铁48-53、氧化锰20-23、氧化锌16-18、二氧化硅6-8、氧化镍23-25、磁性碳 粉4-5、纳米氧化镧2-3、云母粉1-2、硬脂酸锌0.5-0.7、氮化铝2-3、油酸丁酯0.4-0.6、聚乙 二醇0.7-1、聚二甲基硅氧烷0.2-0.3、藻酸并二醇酯0.5-0.6、硅烷偶联剂kh5502.5-3、聚酰 胺树脂2.6-3.3、硅酸钠1.5-2、硅溶胶2-3、聚乙烯醇1.3-2、去离子水适量。2.根据权利要求1所述一种直流叠加特性高的铁硅合金磁粉芯材料，其特征在于，由以 下具体步骤制备制成:(1)将三氧化二铁、二氧化硅、氧化锰、氧化锌和氧化镍混合，然后加到球磨机中磨成细 粉，将硅烷偶联剂kh550用去离子水稀释成溶度为4-6%的溶液，再加入油酸丁酯、聚乙二醇、 聚二甲基硅氧烷和藻酸并二醇酯混合均匀，加热至50-60°C时加入磁性碳粉和纳米氧化镧 以600-800转/分下搅拌分散6-10min，冷却后备用；(2)将上述制备的纳米混合液体喷涂到细粉中，再将细粉置于烘箱中于110-120°C下烘 30-45min，然后在230-250°C下烘7-10min，随后冷却至室温；(3)将聚酰胺树脂加热至熔融，再加入云母粉、硬脂酸锌和氮化铝搅拌均匀，在和步骤(2)制备的产物混合搅拌均匀，之后加到造粒机中制成100-200目占30Wt%，200-300目占 40Wt%，300-400目占20Wt%，400目以上占10Wt%的比例进行粒径配比备用；(4)将硅酸钠加入10倍量的去离子水稀释，再加入硅溶胶、聚乙烯醇搅拌均匀，将步骤(3)制备的颗粒加入其中抽真空使真空超过-0.9个大气压，保持3分钟，后取出，烘干，放入 模具内，在磁场中取向并在1.5-2GPa下压制成坯体，在氩气保护下900-1000°C下烧结，保温 2-2 ? 5h，在 700-750 °C 下回火 1 -1 ? 5h，S卩可得到。
【文档编号】C22C33/02GK105976967SQ201610149066
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】徐杰, 周福林, 张文军, 张文献, 曾性儒, 王玉志, 董文龙
【申请人】天长市昭田磁电科技有限公司