[发明专利]一种聚酰亚胺包覆的金属磁粉芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酰亚胺包覆的金属磁粉芯及其制备方法，聚酰亚胺包覆的金属磁粉芯的制备方法包括以下步骤：对金属软磁粉末还原退火，冷却后超声清洗并干燥，再利用原子层沉积技术进行绝缘包覆，获得的绝缘包覆的金属磁粉芯与有机硅树脂和丙酮混匀至丙酮挥发完全，压制成生坯，退火热处理，制备得金属磁粉芯。本发明利用原子层沉积技术实现高质量的绝缘包覆，在软磁粉末表面包覆一层聚酰亚胺薄膜，同时减少非磁性物质添加引入的磁稀释作用，在不牺牲磁导率性能的前提下显著降低磁粉芯材料的损耗，得到抗氧化温度高，压溃强度高，磁损耗低，磁导率高的金属磁粉芯。

技术领域

本发明涉及软磁材料制备技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺包覆的金属磁粉芯及其制备方法。

背景技术

绝缘包覆作为金属磁粉芯制备过程中最关键的工艺，是在金属磁粉表面包覆一层高电阻的绝缘介质，进而阻隔粉末之间的涡流，对于提高磁粉芯整体材料的电阻率、降低高频损耗具有决定性的作用。传统的有机绝缘包覆选用树脂类的有机聚合物(如有聚乙烯醇、环氧树脂、酚醛树脂)，具有较高的电阻率和一定的粘性，不仅能阻隔涡流，而且能起到粘结的作用。金属磁粉芯的传统有机包覆存在：(1)包覆材料热稳定性差；(2)包覆方式无法精准控制包覆层的均匀性、致密性、完整性和添加量。

原子层沉积是一种高效的薄膜生长方法，可以在基底表面形成均匀保形、以亚纳米级精度生长的薄层。近年来，原子层沉积从原来的平面表面沉积向复杂表面沉积方向发展，尤其是针对微纳米颗粒表面包覆，在改善颗粒物理化学特性的同时可优化薄膜厚度、致密性和均匀性。聚酰亚胺具有优异的热稳定性、机械强度、优良的电绝缘性能、耐溶剂性、抗氧化性，稳定的骨架结构决定了其良好的耐热性能和化学稳定性。而传统的制备聚酰亚胺膜的方法工艺复杂，成本较高，限制了其进一步的应用。但是，在金属软磁粉末表面沉积聚酰亚胺薄膜存在一定的技术难度，

因此，本申请通过方法调整，采用原子层沉积技术在金属软磁粉末表面包覆一层聚酰亚胺薄膜，实现高质量的绝缘包覆，得到性能良好的金属磁粉芯。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种聚酰亚胺包覆的金属磁粉芯。

本发明另一目的在于提供上述聚酰亚胺包覆的金属磁粉芯的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：一种聚酰亚胺包覆的金属磁粉芯的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、对金属软磁粉末进行还原退火，冷却后超声清洗并干燥；

步骤2、对经步骤1处理的金属软磁粉末采用原子层沉积技术进行绝缘包覆，获得绝缘包覆的金属软磁粉末；所述原子沉积技术采用均苯四甲酸二酐和乙二胺作为前驱体，氮气为前驱体的载气和脉冲吹扫气，沉积温度为150～200℃，前驱体载气分压为0.1～1.0torr，脉冲之间吹扫气分压为10～20torr，脉冲吹扫气的时间为30～120s；

步骤3、将步骤2所得的绝缘包覆的金属软磁粉末干燥，与有机硅树脂和丙酮混匀至丙酮挥发完全，压制成生坯，退火热处理，获得聚酰亚胺包覆的金属磁粉芯。

作为优选方案，步骤1中所述金属软磁粉末为纯铁粉、铁硅合金粉末、铁硅铝合金粉末、铁硅铝镍合金粉末、铁镍合金粉末、铁镍钼合金粉末、铁基非晶合金粉末、铁基纳米晶合金粉末中的一种或多种。

作为优选方案，步骤1中所述还原退火在惰性气体保护下进行。

作为优选方案，步骤1中所述还原退火的退火温度为300-900℃，退火时间为1-3h。

作为优选方案，步骤1中所述超声清洗时间为10-60min。

作为优选方案，步骤1中所述超声清洗先采用丙酮清洗，再采用无水乙醇清洗。

作为优选方案，步骤1中所述干燥温度为70-90℃，干燥时间为1-5h。