[发明专利]铁基非晶复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种铁基非晶复合材料及其制备方法和应用，所述铁基非晶复合材料具有核壳结构，所述核壳结构的内核为铁基非晶态合金，所述核壳结构的壳层为铁硅铬合金。本发明提供的铁基非晶复合材料，具有核壳结构，该核壳结构的内核为铁基非晶态合金，壳体为铁硅铬合金，在使铁基非晶复合材料具有高饱和磁化强度、高电阻率、低铁损、低矫顽力等软磁特性的同时，还进一步改善了铁基非晶复合材料在制备磁粉芯或一体成型电感过程中的压制成型难度和耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种铁基非晶复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

电感是能够将电能转化为磁能，并将磁能储存储起来的电子元件，其主要包含压制成型的磁粉芯，作为电感中的主材料，磁粉芯起着至关重要的作用。随着电子、电力、通信等工业领域的迅速发展，推动了电感高频化的需求。传统的铁氧体的饱和磁感应强度低，不利于小型化，而金属磁粉芯在高频工作时，由于感应涡流导致损耗大，从而限制了它们在高频电感中的应用。目前，所采用的铁基非晶合金粉末由于具有优异的软磁性能，因而可以用来制造高频电感，并广泛应用于5G基站、新能源行业等领域中。然而，铁基非晶合金粉末的硬度比较高，且绝缘包覆处理工艺复杂，导致磁粉芯的压制成型非常困难。

为解决上述问题，部分研究报道将羟基铁粉、铁硅铬粉末与铁基非晶合金粉末机械物理混合，来降低磁粉芯压制成型的难度。

然而，由于上述物理混合，降低磁粉芯压制成型的难度有限，并且还会导致铁基非晶合金粉末的软磁性能优势不能充分体现出来，进而影响其在电感中的应用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的就是提供一种铁基非晶复合材料及其制备方法和应用，本发明提供的铁基非晶复合材料具有核壳结构，该核壳结构使复合材料不仅具有较好的软磁特性(例如饱和磁化强度、电阻率、矫顽力、低铁损等)和耐腐蚀性能，且容易压制成型得到磁粉芯或电感。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一个方面，本发明提供了一种铁基非晶复合材料，所述铁基非晶复合材料具有核壳结构，所述核壳结构的内核为铁基非晶态合金，所述核壳结构的壳层为铁硅铬合金。

在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金的化学组成如式(Ⅰ) 所示：

Fe_{(100-x-y-m-n)}Si_xB_yE_mF_n (Ⅰ)

其中，E选自C、P元素中的任意一种，F为选自Cr、Mn、Co、Ni、Mo 元素中的任意一种；其中4﹤x﹤11，6﹤y﹤13，0≤m﹤6，0≤n﹤8。

在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金选自如下一种或多种：Fe₇₈Si₁₀B₁₂、Fe₇₆Si₈B₁₀C₂Cr₄、Fe₇₉Si₆B₁₀C₅、Fe₇₉Si₆B₁₀P₅和Fe₇₈Si₈B₁₂PCo。在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金的平均粒度D₅₀为 10-30μm，且10-30％的所述铁基非晶态合金的粒度分布在37-53μm。

在本发明一些可选的实施方案中，所述铁基非晶态合金的粉末呈球状。

在本发明一些可选的实施方案中，所述铁硅铬合金的化学组成如(Ⅱ)所示：