本发明涉本发明涉及软磁合金材料相关
技术领域：
，具体涉及一种高绝缘低损耗软磁合金材料及其制备方法。
背景技术：
：软磁合金的最大优点是具有较高的饱和磁通密度(bs)，具有直流叠加特性好的特点。但软磁合金材料的绝缘电阻较低，损耗高。随着器件对于小型化和能效的要求越来越高，对软磁合金材料性能提出了更高的要求。功率电感器在高频下使用，尤其是在500khz及以上使用，一方面软磁合金往往由于电阻率较低，绝缘和耐压性能较低，磁芯发热较大，造成器件的性能恶化，另一方面随着器件的传输能力提升，传输电流逐步增大，对于材料的bs要求提高，一般的软磁铁氧体材料无法满足器件的要求。另外，软磁合金粉芯的磁导率一般较低，为得到较高的电感量，器件往往需要增加绕线的圈数，从而造成铜损增加，器件的性能恶化，因而提高材料的起始磁导率必要。为对应功率电感的小型化和高能效、低发热的要求，开发对应的较高绝缘和低损耗的软磁合金材料非常必要。在国内已有一些相关软磁合金材料的制造方法，现有技术中有一些采用粗颗粒材料的单一粒度且经过钝化处理，材料的电磁性能会显著下降；还有一些方法虽然采用两种粒度粉末混合，但是采用了大量的非磁性材料做为复合材料，也会明显的降低材料的电磁性能，所以需要一种制备较高绝缘和低损耗的软磁合金材料及方法。技术实现要素：本发明为了解决现有技术中没有制备较高绝缘和低损耗的软磁合金材料及方法的问题，提供一种高绝缘低损耗软磁合金材料及其制备方法。为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下所述：一种高绝缘低损耗软磁合金材料的制备方法，包括如下步骤：s1：选取fesial粉末和fesicr粉末，所述fesial粉末的颗粒比fesicr粉末的颗粒粗；s2：将fesial粉末和fesicr粉末通过球磨混合，向混合后的粉末中加入原硅酸溶液继续球磨混合，然后进行干燥处理；s3：将干燥后的混合粉末在空气下热处理；s4：将热处理后的混合粉末进行球磨粉碎，将球磨粉碎后的粉末进行筛分；s5：将筛分后的粉末与纯水、磷酸二氢铝溶液、一氧化铜粉末、分散剂混合制浆再喷雾干燥形成二次颗粒粉末；s6：将所述二次颗粒粉末压制成磁芯；s7：所述磁芯在空气下固化成型。优选地，所述步骤s1中fesial粉末的中位粒径d50≥20μm，fesicr粉末的中位粒径d50≤10μm。优选地，所述步骤s2中球磨混合的fesial粉末的质量百分比为18wt％-30wt％：fesicr粉末质量百分比为70wt％-82wt％。优选地，所述步骤s2中向混合后的粉末中添加质量为混合后粉末总质量的0.5wt％-3wt％，浓度为1％-5％的原硅酸溶液。优选地，所述步骤s3中热处理的温度为600℃-800℃，时间为2-4小时。优选地，所述步骤s4中球磨粉碎的时间1-3小时，筛分选取400目以下粉末。优选地，所述步骤s5中制备二次颗粒粉末的步骤包括：s51：将筛分后的粉末与纯水、磷酸二氢铝溶液、一氧化铜粉末、分散剂混合，其中所述磷酸二氢铝溶液的添加量为粉末重量的1wt％-4wt％，所述一氧化铜粉末添加量为0.05wt％-0.3wt％；s52：将步骤s51中的混合物球磨10-30分钟后，再放入搅拌罐在120℃-150℃恒温下搅拌12-16小时，制得浆料；s53：制得浆料通过离心喷雾造粒机在200℃的喷雾塔内形成二次颗粒粉末。优选地，所述步骤s6中压制磁芯时的压强为600mpa-1200mpa。优选地，所述步骤s7中磁芯固化的温度为350℃-450℃，恒温时间为120-150分钟。一种高绝缘低损耗软磁合金材料，采用如上任一所述方法制备而成。本发明的有益效果为：提供一种高绝缘低损耗软磁合金材料及其制备方法，通过采用粗颗粒的fesial粉末和细颗粒的fesicr粉末混合后热处理，使两种粉末的cr和al在空气下形成cr-al的复杂结构的金属玻璃层，最后压制成磁芯并在空气下固化成型制备出较高绝缘和低损耗的软磁合金材料，实现较高的磁导率，其绝缘阻抗在50v电压下达1gω以上，损耗在100khz/100mt条件下为520mw/cm3左右，仅相当于相同磁导率的fesicr材料的损耗的40％。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明进行详细的介绍，以使更好的理解本发明，但下述实施例并不限制本发明范围。另外，需要说明的是，下述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构思。实施例1根据本发明所提供的方法制备一种高绝缘低损耗软磁合金材料，具体步骤如下：(1)选取粒径d50＝23um的粗颗粒fesial粉末和粒径d50＝8um的细颗粒fesicr粉末；(2)将两种粉末按照粗颗粒的fesial粉末＝18wt％，细颗粒的fesicr粉末＝82wt％的比例通过球磨充分混合，向混合后的粉末添加质量为两种粉末总质量的1.6wt％浓度为3％的原硅酸溶液再进行球磨混合，混合完成后在120℃下烘烤60分钟至粉末干燥；(3)将干燥后的混合粉末进行热处理，热处理条件是600℃空气下保温4小时；(4)将热处理后的粉末进行球磨粉碎，球磨粉碎时间为1小时，将球磨粉碎后的粉末使用400目网筛进行筛分处理，并选取400目以下粉末；(5)将筛分后的粉末与纯水、磷酸二氢铝溶液、一氧化铜粉末、分散剂混合球磨10～30分钟后，再放入搅拌罐140℃恒温搅拌14小时，将制得的浆体在再通过离心喷雾造粒机在200℃的喷雾塔内形成二次颗粒粉末；其中筛分后粉末与纯水的质量比例为1:1，磷酸二氢铝溶液的添加量为筛分后粉末质量的3wt％，一氧化铜粉末添加量为筛分后粉末质量的0.05wt％；(6)在800mpa压强下将二次颗粒粉末压制成磁芯；(7)磁芯在450℃空气下恒温120分钟固化成型。热处理后的复合材料磁环分别进行测试和评价，使用ch333耐压测试仪测试样品的绝缘阻抗；用sy-8218型b-h分析仪测试样品的功率损耗，结果见表1。实施例2根据本发明所提供的方法制备另一种高绝缘低损耗软磁合金材料，具体步骤如下：(1)选取粒径d50＝30um的粗颗粒fesial粉末和粒径d50＝10um的细颗粒fesicr粉末；(2)将两种粉末按照粗颗粒fesial粉末＝26wt％，细颗粒fesicr粉末＝74wt％的比例通过球磨充分混合，向混合后的粉末添加质量为混合后粉末总质量的0.5wt％浓度为5％的原硅酸溶液再球磨混合，混合后在120℃下烘烤60分钟至粉末干燥；(3)将干燥后的粉末进行热处理，热处理条件是720℃空气下保温2小时；(4)将热处理后的粉末球磨粉碎，球磨粉碎时间为3小时，将球磨粉碎后粉末使用400目网筛进行筛分处理，并选取400目以下粉末；(5)将筛分后的粉末与纯水、磷酸二氢铝溶液、一氧化铜粉末、分散剂混合球磨10～30分钟后，再放入搅拌罐150℃恒温搅拌12小时，将制得的浆体在通过离心喷雾造粒机在150℃的喷雾塔内形成二次颗粒粉末；其中筛分后的粉末与纯水的质量比例为1:1，磷酸二氢铝溶液的添加量为筛分后粉末质量的1.2wt％，一氧化铜粉末添加量为筛分后粉末质量的0.3wt％；(6)在600mpa压强下将粉末压制成磁芯；(7)磁芯在350℃空气下恒温150分钟固化成型。热处理后的复合材料磁环分别进行测试和评价。使用ch333耐压测试仪测试样品的绝缘阻抗；用sy-8218型b-h分析仪测试样品的功率损耗，结果见表1。实施例3根据本发明所提供的方法制备再一种高绝缘低损耗软磁合金材料，具体步骤如下：(1)选取粒径d50＝20um的粗颗粒fesial粉末和粒径d50＝5um的细颗粒fesicr粉末；(2)将两种粉末按照粗颗粒＝30wt％，粗颗粒＝70wt％的比例通过球磨充分混合后，向混合后的粉末添加质量为混合后粉末总质量的3wt％，浓度为1％的原硅酸溶液球磨混合，混合完成后在120℃下烘烤60分钟至粉末干燥；(3)将干燥后的粉末进行热处理，热处理条件是800℃空气下保温3小时；(4)将热处理后的粉末球磨粉碎，球磨粉碎时间为2小时，将球磨粉碎后粉末使用400目网筛进行筛分处理，并选取400目以下粉末；(5)将筛分后的粉末与纯水、磷酸二氢铝溶液、一氧化铜粉末、分散剂混合10分钟后，再放入搅拌罐120℃恒温搅拌16小时，将制得的浆体在通过离心喷雾造粒在250℃的喷雾塔内形成二次颗粒；其中粉末与纯水的质量比例为1:1，磷酸二氢铝溶液的添加量为筛分后粉末质量的4wt％，一氧化铜粉末添加量为筛分后粉末质量0.18wt％；(6)在1200mpa压强下将粉末压制成磁芯；(7)磁芯在400℃空气下恒温130分钟固化成型。热处理后的复合材料磁环分别进行测试和评价。使用ch333耐压测试仪测试样品的绝缘阻抗；用sy-8218型b-h分析仪测试样品的功率损耗，结果见表1。对比例1选取粒径d50＝10um的细颗粒fesicr粉末，向粉末中添加2.9wt％的环氧树脂造粒后，再在800mpa下压制成磁芯，磁芯在160℃下保温2小时制得磁芯。热处理后的复合材料磁芯分别进行测试和评价。使用ch333耐压测试仪测试样品的绝缘阻抗；用sy-8218型b-h分析仪测试样品的功率损耗，结果见表1。表1实施例1-3和对比1的结果对比实施例绝缘阻抗q值损耗(100khz/100mt)12.6gω42607mw/cm321.7gω44585mw/cm333.1gω48521mw/cm3对比例10.39gω431422mw/cm3由表1可见，采用本发明所提供的方法制备的高绝缘低损耗软磁合金材料，绝缘阻抗在50v电压下达1gω以上，损耗在100khz/100mt条件下为520mw/cm3左右，仅相当于相同磁导率的fesicr材料的损耗的40％，性能优与现有技术之别的软磁合金材料。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属
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的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。当前第1页12