一种共差模电感磁芯及其制备方法与流程

本发明涉及纳米晶磁芯，尤其涉及一种共差模电感磁芯及其制备方法。

背景技术：

1、电子设备的电磁干扰杂波会窜入电网继而污染电网，同时电网中的电磁干扰杂波窜入电子设备也可能会造成电子设备工作不稳定；电磁干扰杂波按照波形特征可以分为共模干扰和差模干扰，其中共模干扰是一对传输线幅度和相位相近的干扰噪声信号；而差模干扰是一对传输线幅度相近但相位相反的干扰噪声信号，与传输线的传输信号相叠混后难以区分。在大多数抗模块中，只使用共模滤波电感而将差模滤波电感省略，很难取得很好的滤波效果，若两种电感同时使用，又会使滤波电路成本较高，因此共模/差模一体化滤波电感器成为电子设备抗器件应用的趋势。

2、目前，一些共差模一体化滤波电感器中，两线圈的匝数相同，但通过改变磁芯的结构，使共模闭合的磁通小部分导向返回到线圈当中，继而形成漏感，使两线圈之间具有差模电感量。为实现上述技术目的，磁芯结构的改变可以是平行于两线圈且桥接于闭合磁芯的另外导磁体，利用该导磁体形成漏感，但直接桥接磁芯容易导致磁饱和。或，桥接的导磁体上设置气隙，利用空气较差的导磁性能，并通过调整气隙大小来调整电感器漏感的大小，但气隙的过大会使抗差模噪声的电感量降低，而气隙的过小又会使电感器磁芯易于发生磁饱和并失去抗emi能力。

3、因此，共差模一体化滤波电感器在提高抗差模噪声干扰性能与，使磁芯易于饱和而失去抗共模噪声干扰性能，之间具有难以解决的技术矛盾。

4、由于环氧树脂具有化学稳定性好、绝缘性好、粘合力强、电性优良等特点，所以成为了目前使用最多的、最广泛的固化剂。然而由于环氧树脂的伸缩率较大，在环氧树脂烘烤固化过程中会产生较大的形变，纳米晶软磁性能对应力十分敏感，环氧树脂固化所产生的应力会对磁芯的磁性能造成较大的影响。

5、聚氨酯在变压器、电感器、电磁铁、led、反渗透膜组件等诸多电子器件中得到了广泛的应用。聚氨酯和环氧树脂一样，具有化学稳定性好、防水、绝缘性好、粘合力强等优点。相比环氧树脂，聚氨酯拥有较低的收缩率，在磁芯固化过程中引入的应力小，有可能提高磁芯的软磁性能。有机硅在太阳能电池板、led、电路板等器件的灌封工艺中被广泛应用，其同样具有较好的化学稳定性、防水性、绝缘性、粘和性。有机硅在固化后具有橡胶弹性，可在高于200℃的高温下保持稳定，同时有机硅具有比聚氨酯更低的收缩率，能有效减弱固化过程中引入的应力。

6、为此，需要一种共差模电感磁芯及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种共差模电感磁芯及其制备方法。

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共差模电感磁芯的制备方法，步骤包括：

4、s1、对铁基纳米晶磁芯的带材进行卷绕处理，得第一磁芯，所述第一磁芯呈环状结构；

5、s2、对所述第一磁芯进行热处理，得第二磁芯；

6、s3、对所述第二磁芯进行沉积处理，得铁基纳米晶磁芯；

7、s4、对所述铁基纳米晶磁芯进行浸漆固化以及防护喷涂，得第三磁芯；

8、s5、将所述第三磁芯转移至陶瓷护盒内，所述陶瓷护盒呈环状结构，于所述陶瓷护盒相对的两侧上分别绕设一线圈，两所述线圈间设有导磁体，即得所述共差模电感磁芯；

9、步骤s2中，所述热处理包括：将所述第一磁芯转移至250℃的环境中，升温至450℃-500℃并保温60min-80min，施加强度为500gs-1200gs的横磁场后，升温至550℃-600℃并保温120min-300min，待降温至150℃-250℃，得所述第二磁芯；

10、步骤s3中，所述沉积处理包括：将所述第二磁芯转移至沉积溶液中，于60℃-145℃下沉积10min-30min，待干燥后，得所述铁基纳米晶磁芯；其中，所述沉积溶液的溶质包括：硝酸钠、硫酸钠或氯化钠中的至少一种，以及氢氧化钠；

11、步骤s5中，所述陶瓷护盒的介电常数为2-10，所述导磁体呈楔形。

12、优选地，步骤s1还包括：

13、对带材进行卷绕处理前，还对所述带材进行表面处理。

14、具体地，步骤s3中，所述沉积处理包括：(a1)所述第二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)所述第二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。

15、优选地，所述硝酸钠于所述沉积溶液中的摩尔浓度为1.18mol/l-2.94mol/l。

16、优选地，所述硫酸钠于所述沉积溶液中的摩尔浓度为0.11mol/l-0.56mol/l。

17、优选地，所述氯化钠于所述沉积溶液中的摩尔浓度为0.31mol/l-0.43mol/l。

18、优选地，所述氢氧化钠于所述沉积溶液中的摩尔浓度为17.5mol/l-27.5mol/l。

19、优选地，步骤s4中，所述浸漆固化包括：

20、将所述铁基纳米晶磁芯浸没至固化溶液中，并于真空环境下浸泡5min-20min，以10℃/min的速率升温至150℃-200℃后保温150min-200min；其中，

21、所述固化溶液的溶质于所述固化溶液中的质量分数为5％-10％，所述固化溶液的溶质包括：聚氨酯以及硅树脂，所述聚氨酯与所述硅树脂的质量比为1：(0.5-1)；所述固化溶液的溶剂包括：丙酮或/和二庚酮。

22、优选地，所述导磁体为铁氧导磁体、铁硅铝导磁体或非晶纳米晶导磁体中的至少一种。

23、本发明的第二方面是提供一种共差模电感磁芯，由如前所述制备方法制得。

24、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：

25、本发明的制备方法在热处理步骤中向第一磁芯的表面形成顺磁层，以提高纳米晶特性同时降低损耗；在浸漆固化步骤中通过聚氨酯与硅树脂的复合固化剂改善固化收缩对磁性能造成的降低；本发明的共差模电感磁芯具有直流与交流下优异的性能，同时具有良好的耐温性和韧性。

技术特征：

1.一种共差模电感磁芯的制备方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1还包括：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硝酸钠于所述沉积溶液中的摩尔浓度为1.18mol/l-2.94mol/l。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸钠于所述沉积溶液中的摩尔浓度为0.11mol/l-0.56mol/l。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氯化钠于所述沉积溶液中的摩尔浓度为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，所述氢氧化钠于所述沉积溶液中的摩尔浓度为17.5mol/l-27.5mol/l。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述浸漆固化包括：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导磁体(3)为铁氧导磁体、铁硅铝导磁体或非晶纳米晶导磁体中的至少一种。

9.一种共差模电感磁芯，其特征在于，由如权利要求1-8任一项所述制备方法制得。

技术总结
本发明涉及一种共差模电感磁芯的制备方法，步骤包括：S1、对铁基纳米晶磁芯的带材进行卷绕处理，得第一磁芯；S2、对第一磁芯进行热处理，得第二磁芯；S3、对第二磁芯进行沉积处理，得铁基纳米晶磁芯；S4、对铁基纳米晶磁芯进行浸漆固化以及防护喷涂，得第三磁芯；S5、将第三磁芯转移至陶瓷护盒内，于陶瓷护盒相对的两侧上分别绕设一线圈，两线圈间设有导磁体，即得共差模电感磁芯；本发明的制备方法在热处理步骤中向第一磁芯的表面形成顺磁层，以提高纳米晶特性同时降低损耗；在浸漆固化步骤中通过聚氨酯与硅树脂的复合固化剂改善固化收缩对磁性能造成的降低；本发明的共差模电感磁芯具有直流与交流下优异的性能，同时具有良好的耐温性和韧性。

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：2024/1/15