專利名稱：一種高性能納米晶磁粉芯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高性能納米晶磁粉芯的制備方法。
背景技術(shù)：
在電力電子設(shè)備中，噪聲是主要的電路干擾源，所以必須使用各種濾波器件用來降低噪聲。而磁粉芯作為差模電感的主要元件，在濾波器中起著關(guān)鍵作用。目前磁粉芯產(chǎn)品主要有鐵粉芯、鐵硅鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯、MPP磁粉芯等。常規(guī)鐵粉芯價廉，但是高頻特 性不良。現(xiàn)在在設(shè)計(jì)和制作各類開關(guān)電源的扼流圈和電感時，基本上都選用鐵硅鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯和MPP磁粉芯。與鐵粉芯相比，鐵硅鋁磁粉芯具有非常低的磁芯損耗，同時其頻率特性較好，但是鐵硅鋁磁粉芯在較大電流下的直流偏置能力較差，所以使得鐵硅鋁磁粉芯在不利條件下的使用受到了限制。而鐵鎳磁粉芯在IMHz的頻率范圍內(nèi)具有極佳的頻率特性，并且損耗較低。而且在金屬磁粉芯中，鐵鎳磁芯具有最高的直流偏置能力，產(chǎn)品性能好。但是鐵鎳磁粉芯中還有50%的鎳，價格高昂，生產(chǎn)成本高。同理MPP磁粉芯同樣在IMHz的頻率范圍內(nèi)具有極佳的頻率特性，并且在各種金屬磁粉芯中磁芯損耗最低。但是MPP磁粉芯的直流偏置能力一般，同時MPP磁粉芯還有鎳、鑰等貴重金屬，價格高昂，使得它難以得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種高性能納米晶磁粉芯的制備方法，用于制備磁導(dǎo)率μ =26 90的納米晶磁粉芯，磁粉芯具有穩(wěn)定的磁導(dǎo)率、損耗值和直流偏置能力。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案一種高性能納米晶磁粉芯的制備方法，包括如下步驟I)對利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶進(jìn)行熱處理，將其轉(zhuǎn)變成納米晶薄帶;2)對所述納米晶薄帶進(jìn)行破碎得到納米晶金屬粉末；3)對所述納米晶金屬粉末進(jìn)行球磨整形；4)對所述納米晶金屬粉末進(jìn)行篩選，然后混合成由90% 98%的通過-200篩目的第一粉末和2% 10%的通過-150 +200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布；5)將混合的納米晶金屬粉末再與粘接劑混合，通過壓制成型磁芯；并將所述成型的磁芯進(jìn)行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。上述步驟I)中的鐵基非晶薄帶質(zhì)量百分比為3 15%Ni，I 30%至少一種選自Si、B、Al、P、Nb、Cu和Zr的元素，余量為Fe。作為優(yōu)選，所述步驟I)中的鐵基非晶薄帶熱處理在500 700°C下、在惰性氣體中進(jìn)行I 3小時。 作為優(yōu)選，所述步驟5)中的粘接劑為硅酸鈉，添加濃度為3 8wt%。。作為優(yōu)選，所述步驟5)中的磁芯熱處理在500 700°C下、在氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中進(jìn)行I 3小時。進(jìn)一步優(yōu)選，所述氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w質(zhì)量比為氫氣5 15%，余量為氮?dú)?。本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案，可用于制備磁導(dǎo)率μ =26 90的納米晶磁粉芯，磁粉芯具有穩(wěn)定的磁導(dǎo)率、損耗值和直流偏置能力。具有以下優(yōu)點(diǎn)1、制作工藝簡單，使用設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本低；2、采用本發(fā)明方法制作的具有特定磁導(dǎo)率的磁芯產(chǎn)品，在保持良好的電感量、較高的品質(zhì)因數(shù)的同時，降低了產(chǎn)品的損耗值，提高了直流偏置能力。本發(fā)明的納米晶磁粉芯主要適用于開關(guān)電源的功率因素校正以及開關(guān)電源的輸出濾波，以此來提高交換功率的效率，并且可以在一定的場合替換鐵硅鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯和MPP磁粉芯。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做一個詳細(xì)的說明。一種高性能納米晶磁粉芯的制備方法，包括如下步驟I)對利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶進(jìn)行熱處理，將其轉(zhuǎn)變成納米晶薄帶;2)對所述納米晶薄帶進(jìn)行破碎得到納米晶金屬粉末；3)對所述納米晶金屬粉末進(jìn)行球磨整形；4)對所述納米晶金屬粉末進(jìn)行篩選，然后混合成由90% 98%的通過-200篩目的第一粉末和2% 10%的通過-150 +200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布；5)將混合的納米晶金屬粉末再與粘接劑混合，通過壓制成型磁芯；并將所述成型的磁芯進(jìn)行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。上述方案中，鐵基非晶薄帶質(zhì)量百分比為3 15%Ni，I 30%至少一種選自Si、B、Al、P、Nb、Cu和Zr的元素，余量為Fe。本發(fā)明主要研究制備工藝對相同成分配比的磁粉芯的性能影響。下面選取磁導(dǎo)率為60的特征值，通過對粉末顆粒分布、鐵基非晶薄帶熱處理溫度、磁粉芯熱處理保護(hù)氣體、粘接劑比例等方面對本發(fā)明方案進(jìn)行說明。實(shí)例I :將利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶在580°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；并將其破碎，整形；選取90%的-200篩目的第一粉末和10%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的硅酸鈉混合，通過壓制成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內(nèi)通入氮?dú)?，溫?00°C，時間2小時，最后采用環(huán)氧樹脂油漆涂覆在磁粉芯的表面。得到Φ26. 9/Φ14. 7X11. 2 (即外徑為26. 9mm、內(nèi)徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規(guī)格的納米晶磁粉芯廣品I。實(shí)例2 將利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；并將其破碎，整形；選取90%的-200篩目的第一粉末和10%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的硅酸鈉混合，通過壓制成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內(nèi)通入氮?dú)猓瑴囟?00°C，時間2小時，最后采用環(huán)氧樹脂油漆涂覆在磁粉芯的表面。得到Φ26. 9/Φ14. 7X11. 2 (即外徑為26. 9mm、內(nèi)徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規(guī)格的納米晶磁粉芯廣品2。實(shí)例3:將利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；并將其破碎，整形；選取95%的-200篩目的第一粉末和5%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的硅酸鈉混合，通過壓制成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內(nèi)通入氮?dú)?，溫?00°C，時間2小時，最后采用環(huán)氧樹脂油漆涂覆在磁粉芯的表面。得到Φ26· 9/Φ14. 7X1L 2 (即外徑為26. 9mm、內(nèi)徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規(guī)格的納米晶磁粉芯產(chǎn)品3。實(shí)例4 將利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；并將其破碎，整形；選取95%的-200篩目的第一粉末和5%的-100 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的硅酸鈉混合，通過壓制成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內(nèi)通入氮?dú)?，溫?00°C，時間2小時，最后采用環(huán)氧樹脂油漆涂覆在磁粉芯的表面。得到Φ26. 9/Φ14. 7X11. 2 (即外徑為26. 9mm、內(nèi)徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規(guī)格的納米晶磁粉芯產(chǎn)品4。實(shí)例5 將利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；并將其破碎，整形；選取95%的-200篩目的第一粉末和5%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的硅酸鈉混合，通過壓制成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內(nèi)通入氫氣，溫度500°C，時間2小時，最后采用環(huán)氧樹脂油漆涂覆在磁粉芯的表面。得到Φ26· 9/Φ14. 7X1L 2 (即外徑為26. 9mm、內(nèi)徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規(guī)格的納米晶磁粉芯產(chǎn)品5。實(shí)例6 將利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；并將其破碎，整形；選取95%的-200篩目的第一粉末和5%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的硅酸鈉混合，通過壓制成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內(nèi)通入氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w(氫氣5 15wt%),溫度500°C,時間2小時,最后米用環(huán)氧樹脂油漆涂覆在磁粉芯的表面。得到Φ26.9/Φ14.7Χ11.2 (即外徑為26. 9mm、內(nèi)徑為
14.7mm、高度11. 2mm)規(guī)格的納米晶磁粉芯產(chǎn)品6。對上述實(shí)例產(chǎn)品進(jìn)行測試和說明如下(一)f、L、Q 測試銅絲采用Φ0. 5mm，線圈匝數(shù)為26匝，上述產(chǎn)品I至6測試的磁性能參數(shù)如下表
I
權(quán)利要求
1.一種高性能納米晶磁粉芯的制備方法，包括如下步驟 .1)對利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶進(jìn)行熱處理，將其轉(zhuǎn)變成納米晶薄帶； .2)對所述納米晶薄帶進(jìn)行破碎得到納米晶金屬粉末； .3)對所述納米晶金屬粉末進(jìn)行球磨整形； .4)對所述納米晶金屬粉末進(jìn)行篩選，然后混合成由90% 98%的通過-200篩目的第一粉末和2% 10%的通過-150 +200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布； .5)將混合的納米晶金屬粉末再與粘接劑混合，通過壓制成型磁芯；并將所述成型的磁芯進(jìn)行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備高性能納米晶磁粉芯的方法，其特征在于，所述步驟I)中的鐵基非晶薄帶質(zhì)量百分比為3 15%Ni，l 30%至少一種選自Si、B、Al、P、Nb、Cu和Zr的元素,余量為Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備高性能納米晶磁粉芯的方法，其特征在于，所述步驟I)中的鐵基非晶薄帶熱處理在500 700°C下、在惰性氣體中進(jìn)行I 3小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備高性能納米晶磁粉芯的方法，其特征在于，所述步驟5)中的粘接劑為硅酸鈉，添加濃度為3 8wt%。。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備高性能納米晶磁粉芯的方法，其特征在于，所述步驟5)中的磁芯熱處理在500 700°C下、在氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中進(jìn)行I 3小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制備高性能納米晶磁粉芯的方法，其特征在于，所述氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w質(zhì)量比為氫氣5 15%,余量為氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能納米晶磁粉芯的制備方法，包括如下步驟對利用快速冷卻方法制得的鐵基非晶薄帶進(jìn)行熱處理，將其轉(zhuǎn)變成納米晶薄帶；對所述納米晶薄帶進(jìn)行破碎得到納米晶金屬粉末；對所述納米晶金屬粉末進(jìn)行球磨整形；對所述納米晶金屬粉末進(jìn)行篩選，然后混合成由90%～98%的通過-200篩目的第一粉末和2%～10%的通過-150～+200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布；將混合的納米晶金屬粉末再與粘接劑混合，通過壓制成型磁芯；并將所述成型的磁芯進(jìn)行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。本技術(shù)方案用于制備磁導(dǎo)率μ=26～90的納米晶磁粉芯，磁粉芯具有穩(wěn)定的磁導(dǎo)率、損耗值和直流偏置能力。
文檔編號H01F1/08GK102709015SQ201210206560
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者周水泉, 柯昕, 汪建國, 肖洪武 申請人:浙江科達(dá)磁電有限公司