[发明专利]一种复相磁性材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种复相磁性材料及其制备方法；包括Fe₄N内核和Fe₃N覆层，所述Fe₃N覆层完全包裹在Fe₄N内核之外以形成包含Fe₄N和Fe₃N两种相的Fe₄N/Fe₃N磁性颗粒，Fe₄N内核和Fe₃N覆层之间过渡连续，两者之间通过原子键紧密结合。制备方法为：铁粉在NH₃和H₂的混合气氛中，550℃氮化8h，得到纯Fe₄N相。而后Fe₄N在NH₃气氛中，500℃氮化0.1～12h，然后在保护气氛中随炉冷却至室温，得到Fe₄N/Fe₃N核壳结构颗粒。将Fe₄N/Fe₃N核壳结构颗粒与粘接剂均匀混合，在1.2GPa压力下压制成型，而后保护气氛中在650℃去应力退火2h，得到Fe₄N/Fe₃N复相磁性材料。本发明的优点在于：原位合成了一种Fe₄N/Fe₃N复相磁性材料，Fe₄N与Fe₃N相之间结合紧密，得到的Fe₄N和Fe₃N相兼具优良的绝缘特性和磁性能，避免了传统非磁性绝缘包覆造成的磁性能降低。

技术领域

本发明涉及磁性材料制备领域，尤其涉及一种复相磁性材料及其制备方法。

背景技术

软磁复合材料是将磁性微粒均匀分散在非磁性物中形成的。与传统的金属软磁合金和铁氧体材料相比，它有很多独特的优点：磁性金属粒子分散在非导体物件中，可以减少高频涡流损耗，提高应用频率；既可以采取热压法加工成粉芯，也可以利用现在的塑料工程技术，注塑制造成复杂形状的磁体；具有密度小，重量轻，生产效率高，成本低，产品重复性和一致性好等优点。

软磁复合材料的研究工作，主要集中在成分设计、界面绝缘包覆和磁体工艺优化三个方面，改善磁通密度、磁导率和损耗特性。其中，界面绝缘包覆是软磁复合材料领域的研究热点。界面绝缘包覆是通过对软磁颗粒的绝缘隔离，以提高电阻率、降低损耗；包覆层应结构完整，以实现良好的界面绝缘特性；而Fe软磁复合材料是所有软磁复合材料中饱和磁化强度最大、功率密度最高的一种，但其电阻率最低，涡流损耗大。因此，如何提高Fe基软磁复合材料的电阻率对材料的高频应用至关重要。

传统的非磁性绝缘包覆介质虽然可以降低软磁复合材料的磁损耗，但仍会在一定程度产生磁稀释效果，不利于性能的提升。而且，传统的绝缘包覆介质与磁粉之间的结合力较弱，其界面在压制过程中可能会被破坏，降低材料的磁性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种复相磁性材料，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种复相磁性材料，包括Fe₄N内核和Fe₃N覆层，所述Fe₃N覆层完全包裹在Fe₄N内核之外以形成包含Fe₄N和Fe₃N两种相的Fe₄N/Fe₃N磁性颗粒，Fe₄N内核和Fe₃N覆层之间过渡连续，两者之间通过原子键紧密结合。

在这种磁性材料中，Fe₄N和Fe₃N都具有良好的铁磁性和绝缘性，Fe₃N包覆在Fe₄N的表面，两者之间的界面对电子的传输起到散射作用，进一步提高核壳结构材料的电阻率。