一种软磁粉芯的制备方法及器件与流程

本发明涉及磁芯器件，尤其涉及一种软磁粉芯的制备方法及器件。

背景技术：

1、目前对高性能软磁粉体材料的需求日益增加，尤其是在电子元器件向高频化高功率发展后，传统的磁粉芯很难满足多元器件的要求。例如，目前在制备磁粉芯的工艺中，通过树脂与无机材料包裹后再与粉体进行包裹，如此无法保证粉体被完全包裹，进而软磁材料在50mt以及100khz下的体积损耗达260mw/cm3，无法满足当前电子元器件的需求；又例如，目前粉体表面处理时会磷化形成磷化膜，进而造成磁性能欠佳，难以满足电子行业高速发展下复杂多样的电磁性能要求。

2、因此，亟需一种软磁粉芯的制备方法及器件。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种软磁粉芯的制备方法及器件。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、本发明的第一方面是提供一种软磁粉芯的制备方法，步骤包括：将铁基非晶纳米晶球形粉体依次进行表面改性处理、导磁层沉积处理以及粘结造粒处理后，即得所述软磁粉芯；其中，

4、所述表面改性处理包括：将所述铁基非晶纳米晶球形粉体转移至酸性改性溶液中，并加入表面活性剂，进行表面改性后，依次进行洗涤、烘干以及过筛，得第一粉体；

5、所述导磁层沉积处理包括：将所述第一粉体转移至导磁层沉积溶液中，进行导磁层沉积后，洗涤并转移至含硅氧烷偶联剂的溶液中，经处理后依次进行烘干以及过筛，得第二粉体；

6、所述粘结造粒处理包括：将所述第二粉体转移至树脂溶胶中，进行粘结造粒后，依次进行干燥以及过筛，即得所述软磁粉芯。

7、优选地，所述铁基非晶纳米晶球形粉体的粒径为0.9μm～3μm。

8、优选地，所述酸性改性溶液中的溶质包括：硫酸、醋酸或三氯化铁中的至少一种。

9、优选地，所述酸性改性溶液中的溶剂包括：乙醇或/和纯水。

10、优选地，所述溶质的质量百分含量为1％～15％。

11、优选地，所述表面活性剂包括：脂肪醇聚环氧乙烷醚、烷基酚聚环氧乙烷醚、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二醇酰胺或甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠中的至少一种。

12、优选地，所述表面活性剂的加入量为总质量的0％～5％。

13、优选地，所述表面改性的温度为室温。

14、优选地，所述表面改性的时间为150min～180min。

15、优选地，所述导磁层沉积溶液中的溶质包括：硝酸钠、硫酸钠或氯化钠中的至少一种，以及氢氧化钠。

16、优选地，所述导磁层沉积溶液中的溶剂为水。

17、优选地，所述溶质中氢氧化钠的浓度为17.5mol/l～27.5mol/l。

18、优选地，所述溶质中硝酸钠的浓度为1.18mol/l～2.94mol/l。

19、优选地，所述溶质中硫酸钠的浓度为0.11mol/l～0.56mol/l。

20、优选地，所述溶质中氯化钠的浓度为0.31mol/l～0.43mol/l。

21、优选地，所述导磁层沉积的温度为60℃～145℃。

22、优选地，所述导磁层沉积的时间为8min～15min。

23、优选地，所述导磁层沉积包括：(a1)所述铁基纳米晶磁芯表面的铁转变为二价铁离子(fe2+)的电化学过程：o2+4e-+2h2o→4oh-，fe-2e-+2oh-→fe(oh)2，2fe+2h2o+o2→2fe(oh)2；(b1)氢氧化亚铁直接被氧化，3fe(oh)2+o2→fe3o4+3h2o；或(a2)所述铁基纳米晶磁芯表面的铁被强碱溶液中存在的氧化剂氧化为羟基氧化铁，4fe+2h2o+3o2→4feooh；(b2)羟基氧化铁得到电子被还原，feooh+e-→hfeo2-；(c2)以羟基氧化铁为碱，氢铁酸根为酸，进行中和脱水反应，2feooh+hfeo2-→fe3o4+oh-+h2o。

24、优选地，所述含硅氧烷偶联剂的溶液包括：硅氧烷偶联剂、乙醇、水以及醋酸。

25、优选地，所述含硅氧烷偶联剂的溶液中硅氧烷偶联剂的质量为洗涤后粉体质量的0.5％～5％。

26、优选地，所述硅氧烷偶联剂包括：乙氧基硅烷。

27、优选地，所述含硅氧烷偶联剂的溶液的处理时间为10min～25min。

28、优选地，所述树脂溶胶由改性环氧树脂或/和聚酰胺树脂于丙酮、二庚酮、乙酸乙酯或异氟尔酮中的至少一种中溶解制得。

29、优选地，所述树脂溶胶中树脂的质量为所述第二粉体质量的1％～12％。

30、本发明的第二方面是提供一种软磁粉芯器件，由前所述制备方法制得的软磁粉芯经压制成型、烘烤固化、喷涂漆层以及绕线后制得。

31、本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

32、本发明的制备方法通过表面改性处理将粉体的微观形状进行改变，并将粉体颗粒编为纳米尺寸，以增加其表面能；通过导磁层沉积处理提高饱和磁通密度、磁导率，并降低损耗，改善磁特性参数，以满足高频化器件应用要求。

技术特征：

1.一种软磁粉芯的制备方法，其特征在于，步骤包括：将铁基非晶纳米晶球形粉体依次进行表面改性处理、导磁层沉积处理以及粘结造粒处理后，即得所述软磁粉芯；其中，

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性改性溶液中的溶质包括：硫酸、醋酸或三氯化铁中的至少一种；所述酸性改性溶液中的溶剂包括：乙醇或/和纯水；所述溶质的质量百分含量为1％～15％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂包括：脂肪醇聚环氧乙烷醚、烷基酚聚环氧乙烷醚、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二醇酰胺或甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠中的至少一种；所述表面活性剂的加入量为总质量的0％～5％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面改性的温度为室温；所述表面改性的时间为150min～180min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导磁层沉积溶液中的溶质包括：硝酸钠、硫酸钠或氯化钠中的至少一种，以及氢氧化钠；所述导磁层沉积溶液中的溶剂为水；所述溶质中氢氧化钠的浓度为17.5mol/l～27.5mol/l；所述溶质中硝酸钠的浓度为1.18mol/l～2.94mol/l；所述溶质中硫酸钠的浓度为0.11mol/l～0.56mol/l；所述溶质中氯化钠的浓度为0.31mol/l～0.43mol/l。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导磁层沉积的温度为60℃～145℃；所述导磁层沉积的时间为8min～15min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含硅氧烷偶联剂的溶液包括：硅氧烷偶联剂、乙醇、水以及醋酸；所述含硅氧烷偶联剂的溶液中硅氧烷偶联剂的质量为洗涤后粉体质量的0.5％～5％；所述硅氧烷偶联剂包括：乙氧基硅烷；所述含硅氧烷偶联剂的溶液的处理时间为10min～25min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述树脂溶胶由改性环氧树脂或/和聚酰胺树脂于丙酮、二庚酮、乙酸乙酯或异氟尔酮中的至少一种中溶解制得；所述树脂溶胶中树脂的质量为所述第二粉体质量的1％～12％。

9.一种软磁粉芯器件，其特征在于，由如权利要求1～8任一项所述制备方法制得的软磁粉芯经压制成型、烘烤固化、喷涂漆层以及绕线后制得。

技术总结
本发明涉及一种软磁粉芯的制备方法，步骤包括：将铁基非晶纳米晶球形粉体转移至酸性改性溶液中，并加入活性剂，进行表面改性后，依次进行洗涤、烘干以及过筛，得第一粉体；将第一粉体转移至导磁层沉积溶液中，进行导磁层沉积后，洗涤并转移至含硅氧烷偶联剂的溶液中，经处理后依次进行烘干以及过筛，得第二粉体；将第二粉体转移至树脂溶胶中，并加入分散剂或/和固化剂，进行粘结造粒后，依次进行干燥以及过筛，即得软磁粉芯。本发明的制备方法通过表面改性处理将粉体的微观形状进行改变，并将粉体颗粒编为纳米尺寸，以增加其表面能；通过导磁层沉积处理提高饱和磁通密度、磁导率，并降低损耗，改善磁特性参数，以满足高频化器件应用要求。

技术研发人员：秦雨露,魏鸣风,鲍绪东
受保护的技术使用者：宁波中益赛威新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14