[发明专利]一种复合软磁材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软磁材料及其制备方法。

背景技术

复合软磁材料是指在磁粉之间互相独立并通过绝缘层材料连接起来的一类软磁材料。这种复合软磁材料的突出优点是交流磁场下具有低的铁损和三维各向同性性质。因此可以制备很多常规软磁材料难以实现的部件，已应用在开关磁阻，谐振电感，防抱死制动传感器，电磁驱动装置，无刷直流电机，旋转机械，低频滤波器等领域。复合软磁材料的制备工艺通常是对金属或合金磁性粉末表面包覆无机物和有机物的电绝缘层，或采用磁性粉末基体—高电阻率连续纤维复合方式形成复合软磁粉体，然后采用粉末冶金压实工艺制备成密实的块体软磁材料。

艺制备成密实的块体软磁材料的方法在大量文献中报道，对于这些复合软磁材料来说，在其制备过程中需要施加大于800MPa的压力，以达到需要的压实密度，但同时又要满足良好的饱和磁感应强度和磁导率，就需要对含有有机物包覆层的复合软磁材料进行退火来去除材料的残余应力，由于纯有机物作为电绝缘层的复合软磁材料涡流损耗较高，因此通常都是在磷化层外再包覆有机绝缘层。但是通常磷化层不耐高温，所以很难有效去除其残余应力。对于现有的无机物包覆层的复合软磁材料来说，包覆层的绝缘性达不到要求，而且现有的含P或S的包覆层对环境污染严重，于是出现了用SiO₂，MgO，SiO₂粉、Al₂O₃粉、ZrO₂粉与云母粉的混合物制备的无机绝缘层作为无机物包覆层，无机绝缘层普遍具有高温稳定，它克服了有机物包覆层通常不耐高温的缺点。但是现有的无机绝缘层也有缺点，无机绝缘层和磁粉的热膨胀系数相差较大且无机绝缘层的本身的热膨胀系数不可变化，在温差较大的环境或是在长时间使用过程中会在磁粉内产生热应力，导致无机物包覆层的复合软磁材料无法具有优良的磁性能。这些问题都制约着复合软磁材料的发展和应用。因此现有的复合软磁材料存在磁性能差和现有技术无法制备磁性能优良的复合软磁材料的问题。

发明内容

本发明是要解决现有的复合软磁材料存在磁性能差和现有技术无法制备磁性能优良的复合软磁材料的问题，而提供一种复合软磁材料及制备方法。

一种复合软磁材料由磁粉内层、硅酸盐玻璃中间层和有机聚合物绝缘外层组成。

所述的磁粉内层中磁粉为纯Fe粉、Fe-Ni-Co系金属粉末、Fe-Ni系金属粉末、Fe-Si-Al系金属粉末、Fe-Co系金属粉末、Fe-Si系金属粉末、Fe-P系金属粉末、Fe₃O₄粉末或Fe-Cr系金属粉末，且所述磁粉的粒径为10μm～500μm。

所述的有机聚合物绝缘外层中有机聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙酯共聚物、尼龙6、尼龙66、尼龙6/66、聚亚苯硫醚、聚亚苯硫酮、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、氯化聚乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、四氟乙烯/全氟烷基乙烯醚共聚物、四氟乙烯/六氟丙烯、聚偏氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚苯醚、聚醚醚酮、聚醚酮、聚芳酯、聚砜、聚醚砜、聚甲醛、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁烯、聚异丁烯、聚甲基戊烯、丁二烯树脂、聚乙烯氧化物、羟基苯基聚酯、聚对二甲苯树脂、硅树脂、环氧树脂、苯酚树脂、乙丙橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶等橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或者两种及两种以上混合物。

一种复合软磁材料的制备方法是按以下步骤完成的：

一、制备固液混合物：将磁粉放入清洗剂中，然后在超声频率为24KHz～35KHz下超声清洗10min～20min，过滤得到清洗后磁粉，向清洗后磁粉中加入乙醇和油酸，并用质量浓度为20%～30%的氨水将pH值调节至8.5～9.5，然后进行超声分散或搅拌分散，即得到固液混合物；步骤一中所述的油酸与磁粉的质量比为(0.03～0.2):1;步骤一中所述的油酸与乙醇的体积比为1:(40～75)；步骤一中所述的清洗剂为蒸馏水；