一种高磁导率低损耗FeNiMo磁粉心及其制备方法与流程

一种高磁导率低损耗fenimo磁粉心及其制备方法
技术领域
[0001]
本发明涉及金属软磁粉心技术领域，更具体的是涉及一种高磁导率低损耗 fenimo磁粉心及其制备方法。


背景技术：

[0002]
金属软磁粉心是一种软磁材料，是由金属或合金软磁材料制成粉末，再经过加工生产出的磁心，主要包括铁粉心、铁硅铝粉心、高通量粉心和钼坡莫磁粉心，金属软磁粉心既保留了金属软磁和铁氧体软磁的优良特性，同时又克服了二者的缺陷。目前，金属软磁粉心作为第四代磁性功能材料，已经广泛应用在军工与民用产品中，特别是fenimo磁粉心，作为一种电磁性能优异、极端环境耐受能力强的金属软磁材料，在航天、航空、雷达、舰船、卫星等军事领域，属于核心关键元器件。
[0003]
科学技术和社会的进步，对各个科技领域的发展提出了更高的要求，当今社会，高精度、高灵敏度和大容量、小型化、低耗性是对各种电子产品提出的总要求和发展方向，这也是对广泛应用于各种电子产品中的金属软磁材料提出的要求和发展方向，
[0004]
目前，采用传统工艺制备的fenimo磁粉心的磁导率最高能达到300，不能在更高磁导率的要求条件下使用，同时fenimo磁粉心存在损耗较大，高频特性差以及磁性能稳定性差等缺点，应用领域还是有一定的限制。
[0005]
因此，针对以上问题，有必要提供一种高磁导率低损耗fenimo磁粉心及其制备方法。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于：为了解决目前军工及高端测试设备中使用的金属软磁粉心性能低的问题，本发明提供一种高磁导率低损耗fenimo磁粉心及其制备方法，制备的金属软磁粉心具有高磁导率、低损耗等特点，能够满足军工及高端测试设备中对高性能金属软磁粉心的需求。
[0007]
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0008]
一种高磁导率低损耗fenimo磁粉心由质量比为10：0.1～0.3：0.5～0.8的 fenimo合金、无机物和粘接剂制成，fenimo合金中各组分的质量分数为：fe16.5％～17.5％、ni80.5％～81.5％、mo余量。
[0009]
进一步的，高磁导率低损耗fenimo磁粉心由质量比为10：0.2：0.6的fenimo 合金、无机物和粘接剂制成。
[0010]
进一步的，fenimo合金中各组分的质量分数为：fe16.5％～17.5％、 ni80.5％～81.5％、mo2.0％。
[0011]
进一步的，无机物为氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锌中的一种或者多种组合。
[0012]
进一步的，粘接剂为环氧树脂、硅酮树脂、pva、pvb中的一种或者多种组合。
[0013]
本发明的又一发明目的在于提供上述一种高磁导率低损耗fenimo磁粉心的制备
方法，包括如下步骤：
[0014]
步骤一、雾化制粉：将所述fenimo合金投入中频熔炼炉中，抽真空后，通入惰性气体进行熔炼，待fenimo合金熔炼成均匀的钢液后进行雾化制粉，得到粒径为20μm～30μm的类球体粉体颗粒；
[0015]
步骤二、溶胶-凝胶法包覆绝缘层：利用溶胶-凝胶法将所述无机物包覆在步骤一得到的类球体粉体颗粒表面，形成一层均匀致密的厚度为10nm～20nm的无机绝缘层，得到绝缘颗粒；
[0016]
步骤三、毛坯磁心制备：将所述粘接剂在溶剂中溶解，然后加入到步骤二得到的绝缘颗粒中，搅拌10min～20min之后以2℃/min～3℃/min的速率升温至 40℃～45℃，并在温度为40℃～45℃的条件下保持60min～90min，再在压力为 3.5mpa～6.5mpa的条件下进行压制，得到毛坯磁心；
[0017]
步骤四、高磁导率低损耗fenimo磁粉心制备：将步骤三得到的毛坯磁心放入管式炉中，在惰性气体保护的条件下先以1.0℃/min～1.5℃/min的速率升温至 780℃～810℃，并在温度为780℃～810℃的条件下保温60min～120min，然后以 0.8℃/min～1.0℃/min的速率冷却至室温，最后喷涂环氧树脂漆并在温度为 78℃～82℃的条件下烘干120min～130min，即得到所述高磁导率低损耗fenimo 磁粉心。
[0018]
进一步的，步骤一中，熔炼具体为：先以5.0℃/min～8.0℃/min的速率升温至850℃～950℃，并在温度为850℃～950℃的条件下保温熔炼30min～40min，然后以3.0℃/min～5.0℃/min的速率升温至1460℃～1580℃，并在温度为 1460℃～1580℃的条件下保温熔炼50min～60min。
[0019]
进一步的，步骤一中，雾化制粉可采用气雾化、水雾化或者气水联合雾化。
[0020]
进一步的，步骤四中，喷涂环氧树脂漆时，磁粉心外径的漆层厚度为 0.16mm～0.18mm、内径的漆层厚度为0.034mm～0.036mm、端面的漆层厚度为 0.27mm～0.29mm。
[0021]
本发明的有益效果如下：
[0022]
1、本发明高磁导率低损耗fenimo磁粉心饱和磁感应强度大、磁导率高、损耗低，能量转换效率高，极端环境耐受能力强，可以应用在负载线圈、滤波器、变压器等军品或高端精密仪器设备中，能满足大型军用电子系统以及高端测试仪器系统对金属软磁元件的要求。
附图说明
[0023]
图1是本发明高磁导率低损耗fenimo磁粉心封装示意图；
[0024]
图2是本发明高磁导率低损耗fenimo磁粉心绕线示意图。
具体实施方式
[0025]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
[0026]
实施例1
[0027]
一种高磁导率低损耗fenimo磁粉心
[0028]
由质量比为10：0.1：0.5的fenimo合金、无机物和粘接剂制成，fenimo 合金中各组
分的质量分数为：fe16.5％、ni81.5％、mo2.0％；其中，无机绝缘层的原料为氧化硅；粘接剂为硅酮树脂。
[0029]
制备步骤如下：
[0030]
步骤一、雾化制粉：将所述fenimo合金投入中频熔炼炉中，抽真空后，通入惰性气体后先以5.0℃/min的速率升温至850℃，并在温度为850℃的条件下保温熔炼40min，然后以3.0℃/min的速率升温至1460℃，并在温度为1460℃的条件下保温熔炼60min，待fenimo合金熔炼成均匀的钢液后进行雾化制粉，得到粒径为20μm的类球体粉体颗粒；
[0031]
上述中，雾化制粉可采用气雾化；
[0032]
步骤二、溶胶-凝胶法包覆绝缘层：利用溶胶-凝胶法在步骤一得到的类球体粉体颗粒表面包覆一层均匀致密的厚度为10nm的无机绝缘层，得到绝缘颗粒；
[0033]
步骤三、毛坯磁心制备：将硅酮树脂在丙酮中溶解，然后加入到步骤二得到的绝缘颗粒中，搅拌10min之后以2℃/min的速率升温至40℃，并在温度为40℃的条件下保持90min，再在压力为3.5mpa的条件下进行压制，得到毛坯磁心；
[0034]
步骤四、高磁导率低损耗fenimo磁粉心制备：将步骤三得到的毛坯磁心放入管式炉中，在惰性气体保护的条件下先以1.0℃/min的速率升温至780℃，并在温度为780℃的条件下保温120min，然后以0.8℃/min的速率冷却至室温，最后喷涂环氧树脂漆并在温度为78℃的条件下烘干130min，即得到所述高磁导率低损耗fenimo磁粉心。
[0035]
上述中，喷涂环氧树脂漆时，磁粉心外径的漆层厚度为0.16mm、内径的漆层厚度为0.034mm、端面的漆层厚度为0.27mm。
[0036]
上述实施例制备得到的高磁导率低损耗fenimo磁粉心经检测符合《sj20829-2002金属软磁粉心总规范》标准规定，饱和磁感应强度8100gs；磁导率310，损耗0.3％。
[0037]
实施例2
[0038]
一种高磁导率低损耗fenimo磁粉心
[0039]
由质量比为10：0.3：0.8的fenimo合金、无机物和粘接剂制成，fenimo 合金中各组分的质量分数为：fe17.5％、ni80.5％、mo2.0％；其中，无机物为氧化铝；粘接剂为pvb。
[0040]
制备步骤如下：
[0041]
步骤一、雾化制粉：将所述fenimo合金投入中频熔炼炉中，抽真空后，通入惰性气体后先以8.0℃/min的速率升温至950℃，并在温度为950℃的条件下保温熔炼30min，然后以5.0℃/min的速率升温至1580℃，并在温度为1580℃的条件下保温熔炼50min，待fenimo合金熔炼成均匀的钢液后进行雾化制粉，得到粒径为30μm的类球体粉体颗粒；
[0042]
上述中，雾化制粉可采用水雾化；
[0043]
步骤二、溶胶-凝胶法包覆绝缘层：利用溶胶-凝胶法在步骤一得到的类球体粉体颗粒表面包覆一层均匀致密的厚度为20nm的无机绝缘层，得到绝缘颗粒；
[0044]
步骤三、毛坯磁心制备：将pvb在乙醇中溶解，然后加入到步骤二得到的绝缘颗粒中，搅拌20min之后以3℃/min的速率升温至45℃，并在温度为45℃的条件下保持60min，再在压力为6.5mpa的条件下进行压制，得到毛坯磁心；
[0045]
步骤四、高磁导率低损耗fenimo磁粉心制备：将步骤三得到的毛坯磁心放入管式炉中，在惰性气体保护的条件下先以1.5℃/min的速率升温至810℃，并在温度为810℃的条件下保温60min，然后以1.0℃/min的速率冷却至室温，最后喷涂环氧树脂漆并在温度为82
℃的条件下烘干120min，即得到所述高磁导率低损耗fenimo磁粉心。
[0046]
上述中，喷涂环氧树脂漆时，磁粉心外径的漆层厚度为0.18mm、内径的漆层厚度为0.036mm、端面的漆层厚度为0.29mm。
[0047]
上述实施例制备得到的高磁导率低损耗fenimo磁粉心经检测符合《sj20829-2002金属软磁粉心总规范》标准规定，饱和磁感应强度8150gs；磁导率315，损耗0.2％。
[0048]
实施例3
[0049]
一种高磁导率低损耗fenimo磁粉心
[0050]
由质量比为10：0.2：0.6的fenimo合金、无机物和粘接剂制成；fenimo 合金中各组分的质量分数为：fe16.5％～17.5％、ni80.5％～81.5％、mo2.0％；其中，无机物为氧化硅、氧化铝和氧化锌按质量比1：1：0.2的组合；粘接剂为pva 和环氧树脂按质量比1：1的组合。
[0051]
由fenimo合金制成，fenimo合金中各组分的质量分数为：fe17.0％、 ni81.0％、mo2.0％。
[0052]
制备步骤如下：
[0053]
步骤一、雾化制粉：将所述fenimo合金投入中频熔炼炉中，抽真空后，通入惰性气体后先以7.0℃/min的速率升温至900℃，并在温度为900℃的条件下保温熔炼35min，然后以4.0℃/min的速率升温至1520℃，并在温度为1520℃的条件下保温熔炼55min，待fenimo合金熔炼成均匀的钢液后进行雾化制粉，得到粒径为25μm的类球体粉体颗粒；
[0054]
上述中，雾化制粉可采用气雾化、水雾化或者气水联合雾化；
[0055]
步骤二、溶胶-凝胶法包覆绝缘层：利用溶胶-凝胶法在步骤一得到的类球体粉体颗粒表面包覆一层均匀致密的厚度为15nm的无机绝缘层，得到绝缘颗粒；
[0056]
步骤三、毛坯磁心制备：将pva和环氧树脂在水中溶解，然后加入到步骤二得到的绝缘颗粒中，搅拌15min之后以2.5℃/min的速率升温至43℃，并在温度为43℃的条件下保持75min，再在压力为5.0mpa的条件下进行压制，得到毛坯磁心；
[0057]
步骤四、高磁导率低损耗fenimo磁粉心制备：将步骤三得到的毛坯磁心放入管式炉中，在惰性气体保护的条件下先以1.2℃/min的速率升温至800℃，并在温度为800℃的条件下保温9min，然后以0.9℃/min的速率冷却至室温，最后喷涂环氧树脂漆并在温度为80℃的条件下烘干120min，即得到所述高磁导率低损耗fenimo磁粉心。
[0058]
上述中，喷涂环氧树脂漆时，磁粉心外径的漆层厚度为0.17mm、内径的漆层厚度为0.035mm、端面的漆层厚度为0.28mm。
[0059]
上述实施例制备得到的高磁导率低损耗fenimo磁粉心经检测符合《sj20829-2002金属软磁粉心总规范》标准规定，饱和磁感应强度8200gs；磁导率320，损耗0.1％。

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