[发明专利]一种改性纳米氧化物/高岭土包覆铁硅铝钒磁粉芯的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性纳米氧化物/高岭土包覆铁硅铝钒磁粉芯的制备方法，首先在纳米氧化物对应的单质溶胶中添加金属氢氧化物，对纳米氧化物进行改性，使得纳米氧化物表面具有良好的吸附特性、稳定性和分散性；然后加入FeSiAlV粉末，在铁硅铝钒磁粉颗粒表面形成一层致密而又均匀的改性纳米氧化物绝缘包覆层；接着在改性纳米氧化物绝缘包覆层的基础上，再包覆一层高岭土，经压制成型、去应力退火，获得改性纳米氧化物/高岭土包覆的铁硅铝钒磁粉芯。本发明改性纳米氧化物/高岭土包覆的铁硅铝钒磁粉芯具有高磁导率和饱和磁感应强度，矫顽力和损耗低，直流偏置性能高，无环境污染，成本低廉等优点。

技术领域

本发明属于纳米磁性材料技术领域，具体涉及一种改性纳米氧化物/高岭土包覆铁硅铝钒磁粉芯的制备方法。

背景技术

金属软磁粉芯的制备通常由设计成分、制粉、粉末绝缘处理、添加粘结剂、润滑剂、压制成型和去应力退火几个部分组成。其中，粉末的绝缘处理对于金属磁粉芯的磁性能起着至关重要的作用，粉末经过绝缘包覆处理，提升了磁粉芯的电阻率，因此涡流损耗就会降低。除此之外，磁性能优异的金属磁粉芯还应有高的饱和磁化强度、良好的直流叠加性能、较高的磁导率和稳定的频率稳定性等等。因此一些电力电子行业趋向于使用金属磁粉芯，现已广泛应用于滤波器、反激变换器、电感器、变压器等电子设备中。

在已研发的软磁粉芯当中，铁硅铝磁粉芯具有较低的矫顽力，磁导率高，并且价格低廉，成为目前性价比最高的软磁粉芯。但是铁硅铝磁粉芯在工业生产上大量采用酸性溶液钝化工艺对铁硅铝磁粉芯进行包覆处理，产生的废液不仅不能循环利用，而且对环境有污染。研究人员为了降低环境污染，采用掺杂稀土元素或者和一些氧化物相结合工艺，改善钝化膜的结构，使得有害重金属残留量减少，虽然环境污染降低了，但是同时粉末颗粒的绝缘层厚度与此同时也增加了，导致磁粉颗粒间存在大量孔隙，使得磁粉芯的密度降低，磁粉芯单位体积内的磁性相减少，所以磁粉芯的磁导率和饱和磁感应强度都会降低；而且在粉末与绝缘剂搅拌的过程中，不能保证绝缘膜层均匀覆盖在粉末颗粒上，有些颗粒间会直接接触，不能把涡流阻断在磁粉颗粒内部，从而增加磁粉芯的涡流损耗。

考虑到以上情况，若能研发出一种清洁、环保的绝缘包覆工艺，而且绝缘膜致密性好、能均匀覆盖在磁粉颗粒上，磁粉颗粒间还能被某种物质在不降低磁粉芯磁性能的情况下填充满，磁粉芯的磁导率、饱和磁化强度、直流偏置性能提高，涡流损耗下降的高性能新型铁硅铝磁粉芯，将是磁性材料史上一个重要的里程碑。

发明内容

为了克服上述现有技术所存在的不足，本发明提供了一种改性纳米氧化物/高岭土包覆铁硅铝钒磁粉芯的制备方法，本方法节能环保、操作简单、成本低、适合工业上大规模生产，绝缘膜致密性好，能均匀覆盖在磁粉颗粒上，既能保证磁粉芯电阻率高又能减小间隙率。

本发明改性纳米氧化物/高岭土包覆铁硅铝钒磁粉芯的制备方法，首先在纳米氧化物对应的单质溶胶中添加金属氢氧化物，对纳米氧化物进行改性，使得纳米氧化物表面具有良好的吸附特性、稳定性和分散性；然后加入FeSiAlV粉末，在铁硅铝钒磁粉颗粒表面形成一层致密而又均匀的改性纳米氧化物绝缘包覆层；接着在改性纳米氧化物绝缘包覆层的基础上，再包覆一层高岭土，经压制成型、去应力退火，获得改性纳米氧化物/高岭土包覆的铁硅铝钒磁粉芯。

具体包括如下步骤：

S1：将氧化物用10wt％的稀硝酸溶解，配成1mol/L的溶液；

S2：将5wt％的醋酸加入到碳酸氢钠中，形成醋酸钠溶液；

S3：将S1中的溶液缓慢加入到S2中，滴加氨水和无水乙醇，调节pH至8～9，并不断搅拌，使之产生白色沉淀；

S4：将氧化物的单质胶体分散于无水乙醇中，形成氧化物的单质胶体分散液，然后将S3产生的白色沉淀过滤洗涤后放入其中，25℃～30℃下保温20min进行改性；