[发明专利]一种软磁合金粉体表面包覆二氧化硅绝缘膜层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软磁合金粉体表面包覆二氧化硅绝缘膜层的方法。

背景技术

随着电子设备高频化、小型化、薄型化的发展，磁粉芯也呈现出高Bs（饱和磁化强度），高μ（磁导率），高Tc（居里温度），低Ps（涡流损耗），低Hc（矫顽力）的发展趋势。相对于铁氧体磁芯，软磁合金具有高Bs，高μ（静态磁导率）的显著优势。但软磁合金材料电阻小，随频率上升涡流损耗迅速增加，极大限制了其在较高频率的使用。近年随着大功率逆变器，变压器等在新能源领域的需求持续增长，软磁合金粉芯作为核心元件得到了大范围使用，但软磁合金粉芯的高磁导率的特性并未得到最好的利用。充分利用软磁合金的高饱和磁感应强度及高磁导率特性的关键是如何解决材料的低电阻率问题。获得高致密度的关键工艺实现高温烧结，获得高电阻率的关键是提高粉体表面包覆层的耐高温特性及电阻特性。传统工艺中也普遍采用粉体表面包覆处理的工艺，如对合金粉体包覆氧化物，有机物，磷酸盐等各类高电阻材料。但传统工艺更多的是关心包覆层的电阻特性，并未考虑对元件进行烧结。如专利号为特开2002-241644的日本专利公开了一种采用二氧化钛进行粉体的方法：采用多元羧酸，氯化钛对超细磁性粉体进行包覆，获得了颜色为蓝色或紫红色的磁性颗粒。但采用化学沉淀法进行制备，操作较为复杂，且并未验证其高温烧结特性。专利号为CN103426580的专利采用磷酸盐对软磁合金粉体实现原位包覆，实现合金表面生成铁氧体薄层。专利号为CN200610124964及CN201310096126专利都采用磁粉与铁氧体粉体直接混合的方法，包覆不完全，未能达到完全的包覆效果。专利号为CN201310096126.9专利采用溶胶凝胶法获得铁氧体颗粒，但工艺复杂，操作困难，且并未验证其高温烧结特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软磁合金粉体表面包覆二氧化硅绝缘膜层的方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种表面改性的软磁合金粉体，软磁合金粉体表面包覆有二氧化硅绝缘膜层。

一种软磁合金粉体表面包覆二氧化硅绝缘膜层的方法，包括如下步骤：

1）将氯源物质平铺在容器底部；

2）将硅源前驱体、助剂和待包覆软磁合金粉体混匀得到混合料，将混合料平铺在另一容器底部；或者将混合料平铺在氯源物质上；

3）将平铺有氯源物质的容器，平铺有混合料的另一容器置于氢气氛围中进行处理；

或者，将平铺有氯源物质、混合料的容器置于氢气氛围中进行处理；

处理的步骤为：以3~10℃/分钟的升温速率升温至250~450℃保温0.5~4小时，之后继续以3~10℃/分钟的升温速率升温至1000~1300℃焙烧0.5~2小时；

4）自然退火至室温后取出，即得到包覆后的软磁合金粉体，之后经过磁选，即可。

所述的硅源前驱体为金属硅粉。

所述的氯源物质为氯化钙、氯化钾、氯化钠、氯化铁、氯化钛、氯化铵中的至少一种。

所述的水源物质为氧化铁、氧化镍、氧化钼、氧化锌、氧化铜中的至少一种。

所述的助剂为氧化钙、碳酸钙、碳酸钠、烧碱、氧化铝中的至少一种。

所述的容器为耐热容器。

置于氢气氛围中进行处理具体为置于通入氢气的管式炉中进行处理；氢气的流量为200~600毫升/分钟。

各物质的用量为：待包覆软磁合金粉体100重量份、金属硅粉20~50重量份、氯源物质10~40重量份、水源物质10~40重量份、助剂1~20重量份。

按照上述方法制备的表面包覆二氧化硅绝缘膜层的软磁合金粉体。

本发明的有益效果是：

本发明的工艺简单可控，在软磁合金粉体表面包覆一层二氧化硅绝缘层。该包覆层通过化学法生成，生成的二氧化硅包覆层均匀紧密的沉积在软磁合金粉体表面，包覆层均匀且厚度可控，最薄可达纳米级别，并具耐高温特性，包覆层与粉体结合紧密，在高温及高压下膜层结合良好，不脱落。

附图说明

图1软磁合金粉体二氧化硅包覆后的SEM及EDS图。

具体实施方式

一种表面改性的软磁合金粉体，软磁合金粉体表面包覆有二氧化硅绝缘膜层；优选的，所述的二氧化硅绝缘膜层的厚度为纳米级或者微米级。