[发明专利]一种高频逆变纳米晶磁芯及其制备方法

说明书

本发明涉及高频逆变电源技术领域，具体涉及一种高频逆变纳米晶磁芯及其制备方法，包括如下步骤：将利用单辊熔体旋转快淬法制得的铁基纳米晶带材真空等温退火，然后水冷至室温；对所述铁基纳米晶带材进行破碎得到纳米晶金属粉末，对所述纳米晶金属粉末进行球磨整形，筛分成第一粉末和第二粉末；将经处理后的第一粉末和第二粉末混合均匀，压制成磁芯；将成型的纳米晶磁芯放入真空退火炉内进行热处理；再次进行热处理；将纳米晶磁芯进行浸胶固化处理。本发明的制备方法工艺简单，生产成本低，制备出来的磁芯成品具有高饱和磁感应强度、低高频损耗值、低矫顽力、耐高温等优点，其综合性能优良，不易破损，提高了产品的可靠性。

技术领域

本发明涉及高频逆变电源技术领域，具体涉及一种高频逆变纳米晶磁芯及其制备方法。

背景技术

软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料，软磁材料易于磁化，也易于退磁，所以被广泛应用于电工设备和电子设备中。其中，铁基非晶合金作为目前常用的一种铁芯软磁材料，主要由Fe元素和Si、B类金属元素所构成，它具有高饱和磁感应强度、高磁导率与低铁芯损耗等特点，可广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯。

申请号为CN103258612A的专利申请文件中公开了一种低导磁磁芯及其制造方法与用途，该磁芯材质是铁基非晶态，磁导率在500～5000之间，矫顽力磁场强度的值小于10Am^-1，磁芯材质制备时的退火温度为350℃～500℃，退火时间在2h以内。由于铁基非晶态材料的磁芯磁致伸缩系数较高，同时由于制备时的退火温度较低，退火时间较短，从而使去应力热处理不够充分，进而导致应力没有完全消除，影响了恒导磁的磁导率的线性度；另外，由于该磁芯的磁导率较低，而且软磁特性如矫顽力较高，铁芯损耗较大，不适用于高频和高电感的使用环境中。

随着新兴电子产业发展，对软磁材料提出了更多更高的要求，例如光伏、风电、变频拖动等逆变电源的进展，对电磁兼容的关键元器件电感提出了具有高电感量、高抗饱和性能、优异的MHz级的频率特性等要求，因此在铁基非晶态材料的基础上，铁基纳米晶合金应运而生。该类合金以铁元素为主，同时加入少量的Nb、Cu、Si、B等元素。上述元素构成的合金经快速凝固工艺会首先形成一种非晶态材料，该非晶态材料再经过晶化热处理后可获得直径为10～20nm的纳米晶粒主相,同时还保留少量的非晶残留相，总体简称为纳米晶材料。纳米晶材料具有高饱和磁感应强度、高初始磁导率和低矫顽力等综合磁性能，纳米晶材料制成的磁芯在高频、高磁感下具有很低的铁芯损耗，并且具有极小的磁致伸缩系数以及极强的感生各向异性常数Ku，在经过纵向或横向磁场处理后，可得到高剩余磁感应强度值或低剩余磁感应强度值的磁芯，可广泛的适用不同的频率范围内。纳米晶磁芯广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、电流互感器铁芯、漏电保护开关和共模电感铁芯中。

铁基纳米晶软磁材料具有高饱和磁感应强度、高磁导率低矫顽力和低的高频损耗、良好的强硬度耐磨性及耐腐蚀性、良好的温度及环境稳定性，其综合磁性能远远优于硅钢、铁氧体、坡莫合金和非晶合金等，是目前世界上公认的综合性能优异的软磁材料。目前已被广泛应用于制造共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、高灵敏度保真磁头、高性能磁放大器等元器件。然而现有的铁基纳米晶磁芯在高频下损耗严重，限制了其的应用范围。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高频逆变纳米晶磁芯的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，制备出来的磁芯成品具有高饱和磁感应强度、低高频损耗值、低矫顽力、耐高温等优点，其综合性能优良，不易破损，提高了产品的可靠性。

本发明的另一目的在于提供一种高频逆变纳米晶磁芯，该高频逆变纳米晶磁芯具有高饱和磁感应强度、低高频损耗值、低矫顽力、耐高温等优点，还具有稳定的磁导率和直流偏置能力，综合性能优良。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高频逆变纳米晶磁芯的制备方法，包括如下步骤：