專利名稱：高性能納米晶磁粉芯的制備方法
技術領域：
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：
在電力電子設備中，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?，F(xiàn)在在設計和制作各類開關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用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術問題，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，用于制備磁導率μ =26 90的納米晶磁粉芯，磁粉芯具有穩(wěn)定的磁導率、損耗值和直流偏置能力。為了達到上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術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行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶；其中，鐵基非晶薄帶質(zhì)量百分比為3 15%Ni，I 10%Si，I 4%B，I 9%A1，余量為Fe ；2)對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末；3)對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形；4)對所述納米晶金屬粉末進行篩選，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行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。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、在氫氣和氮氣的混合氣體中進行I 3小時。進一步優(yōu)選，所述氫氣和氮氣的混合氣體質(zhì)量比為氫氣5 15%，余量為氮氣。本發(fā)明由于采用了以上的技術方案，可用于制備磁導率μ =26 90的納米晶磁粉芯，磁粉芯具有穩(wěn)定的磁導率、損耗值和直流偏置能力。具有以下優(yōu)點1、制作工藝簡單，使用設備簡單，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電源的功率因素校正以及開關電源的輸出濾波，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。
具體實施方式

下面對本發(fā)明的具體實施方式
做一個詳細的說明。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行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶；其中，鐵基非晶薄帶質(zhì)量百分比為3 15%Ni，I 10%Si，I 4%B，I 9%A1，余量為Fe ；2)對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末；3)對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形；4)對所述納米晶金屬粉末進行篩選，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行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。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、磁粉芯熱處理保護氣體、粘接劑比例等方面對本發(fā)明方案進行說明。實例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. 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. 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3。實例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4。實例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)通入氫氣和氮氣的混合氣體(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。對上述實例產(chǎn)品進行測試和說明如下(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
pi 頻字· f(kHz) Jio so οο JiS ioo m ioi Iooo
權利要求
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行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶；其中，鐵基非晶薄帶質(zhì)量百分比為3 15%Ni，I 10%Si，I 4%B，I 9%A1，余量為Fe ； 2)對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末； 3)對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形； 4)對所述納米晶金屬粉末進行篩選，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行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。
2.根據(jù)權利要求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、在惰性氣體中進行I 3小時。
3.根據(jù)權利要求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%。。
4.根據(jù)權利要求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、在氫氣和氮氣的混合氣體中進行I 3小時。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種制備高性能納米晶磁粉芯的方法，其特征在于，所述氫氣和氮氣的混合氣體質(zhì)量比為氫氣5 15%,余量為氮氣。
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行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶；其中，鐵基非晶薄帶質(zhì)量百分比為3～15%Ni，1～10%Si，1～4%B，1～9%Al，余量為Fe；對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末；對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形；對所述納米晶金屬粉末進行篩選，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行退火，然后用絕緣樹脂涂布所述磁芯。本技術方案磁粉芯具有穩(wěn)定的磁導率、損耗值和直流偏置能力。
文檔編號H01F1/047GK102693798SQ201210208100
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權日2012年6月20日
發(fā)明者周水泉, 柯昕, 汪建國, 肖洪武 申請人:浙江科達磁電有限公司