[发明专利]高磁导率高品质因数磁粉芯及其制备方法和应用

说明书

本发明提供高磁导率高品质因数的磁粉芯的制备方法，主要包括将片状磁粉进行表面改性，然后采用正硅酸乙酯进行绝缘包覆，再用硅树脂、硬脂酸锌进行二次包覆，得到的磁粉压制成磁粉芯坯料，最后退火处理。本发明选用片状磁粉为原料，片状磁粉的各向异性优于球形磁粉，本身磁导率较高，优异的各向异性便于磁场取向处理；虽然品质因数较低，但包覆后将有效提高其品质因数，磁场处理又可以对磁导率提升产生积极作用，并进一步提高品质因数，本发明包覆工艺简单，反应时间短，易于工业化应用。将包覆后磁粉压环成型，并选用磁场热处理进行取向处理，并同时进行热处理，相对于现有的仅热处理工艺，不增加额外工序，得到更高品质因数和磁导率的磁粉芯。

技术领域

本发明涉及一种软磁材料，具体涉及高磁导率高品质因数磁粉芯的制备方法。

背景技术

随着现代电子技术的飞速发展，高频化、轻量化、以及高性能成为软磁材料的重要发展方向。软磁材料主要包括：纯铁、铁氧体、坡莫合金、金属软磁、非晶软磁等。在实际应用中，软磁粉芯材料以其优异的可塑形状广泛应用于电子元器件市场，并逐步开始往高频化发展，以适应不断高频化的应用场景。然而，高频下的软磁材料通常会具有较低的磁导率，较高的介电常数、较大的磁损耗和电损耗，因此，改善以上性能成为软磁材料加以应用的首要问题。软磁材料的吸收特性一般用介电常数ε和磁导率μ表征，tanδ_e表示电损耗，tanδ_m表示磁损耗，其能量损耗tanδ和品质因数Q可由下式表示：

ε＝ε′-jε″，μ＝μ′-jμ′

tanδ＝tanδ_e+tanδ_m＝ε″/ε′+μ″/μ′

Q＝μ′/μ″

由上式可以看出，能量损耗由电损耗和磁损耗决定。单就磁损耗来说，提高软磁材料的磁导率和品质因数，将有效降低其能量损耗。

铁硅铝、铁镍钼等金属磁粉芯是因其损耗低和成本低，不含稀土元素，成为软磁材料在电子行业的重要材料。而现有的磁粉芯制备方法对其磁导率和品质因数等特性还有很大的提高空间，例如中国专利申请公布号CN109285685公布了一种高磁导率气雾化铁硅铝磁粉芯的制备方法，磁导率最高达到127；中国专利申请公布号CN108777205公布了一种铁硅铝复合磁粉芯及其制备方法，制得磁粉芯磁导率最高达140；中国专利申请公布号CN108987022公布一种FeSiAl磁粉芯及其制备方法，制得磁粉芯的磁导率最高50，品质因数30。中国专利授权公告号CN106205930公布了一种铁镍钼金属磁粉芯的制备方法，磁导率最高达到200。由此可见，通过各种方式提高磁粉芯磁导率和提高品质因数，成为目前关于软磁材料研究的热点问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供工艺简单、制得的磁粉芯磁导率高、品质因数高的磁粉芯制备方法。

本发明的技术方案是提供一种高磁导率高品质因数的磁粉芯的制备方法，步骤包括：

(1)表面改性：将片状磁粉加入到混合均匀的去离子水、氨水和APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)的乙醇溶液中，搅拌充分；

(2)绝缘包覆：向步骤(1)得到的溶液中添加TEOS(正硅酸乙酯)，搅拌；清洗后，干燥，得到包覆二氧化硅的片状磁粉；

(3)二次包覆：将步骤(2)所得片状磁粉与溶入丙酮的硅树脂和硬脂酸锌进行搅拌混合，然后干燥，得到二次包覆的磁粉；

(4)压制成型：将步骤(3)所得的磁粉放入模具中，以一定压力保压一段时间压制成型，得到环形磁粉芯坯料；

(5)退火处理：将步骤(4)所得的磁粉芯坯料放入退火炉中退火，或者在磁场热处理设备的磁场下退火，得到成品。