一種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法
2023-11-08 07:20:47 2
一種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法，其具體步驟如下：將鐵基非晶薄帶施加張應力真空退火製得納米晶薄帶；將製得的納米晶薄帶進行破碎，得到納米晶金屬粉末；然後將納米晶金屬粉末分成不同等份的A、B料；A料加納米級矽溶膠、Bi2O3和三聚磷酸鈉進行處理，B料用滑石粉鋁酸酯偶聯劑DL-411、硬脂酸鋅和水玻璃進行處理；將處理後的A料、B料混合均勻，加入聚乙烯醇水溶液，壓製成型，將成型後的磁芯表面塗覆SY-151磁芯膠，固化，即得成品。本發明製備出來的磁芯成品具有磁損耗值低、耐高溫等優點，其綜合性能優良。
【專利說明】—種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法,屬於磁性材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鐵基納米晶軟磁材料具有聞飽和磁感應強度、聞磁導率低矯頑力和低的聞頻損耗、良好的強硬度耐磨性及耐腐蝕性、良好的溫度及環境穩定性，其綜合磁性能遠遠優於矽鋼、鐵氧體、坡莫合金和非晶合金等是目前世界上公認的綜合性能優異的軟磁材料。目前已被廣泛應用於製造共模扼流圈、高頻開關電源、高頻逆變器、高靈敏度保真磁頭、高性能磁放大器等元器件。然而現有的鐵基納米晶磁芯在高頻下損耗嚴重，限制了其的應用範圍。
【發明內容】
[0003]為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法，降低磁芯的高頻損耗值。
[0004]本發明採用的技術方案如下:
一種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法，包括以下步驟:
(1)將利用單輥快淬法製得的鐵基非晶薄帶在100-150Mpa張應力作用下於500-550°C真空退火l_2h，然後空冷至室溫，即得納米晶薄帶；其中，所述鐵基非晶薄帶各組分質量百分比為:Fe 60-65%、Co 15-20%、Zr 3-4%, Nb 3-4%, B 10-15%、Ga 1-1.5%，其帶寬為5-10mm，帶厚為 15_20μπι ;
(2)將製得的納米晶薄帶進行破碎，得到納米晶金屬粉末，然後將納米晶金屬粉末按重量比 60-70%、35-40% 分成 Α、B 料;
(3)取A料加入3-5%的納米級矽溶膠、1-2%的Bi203和2_3%的三聚磷酸鈉，2000-3000rpm高速攪拌10_15min，烘乾，粉碎研細成粉末，過300-400目篩，待用；
(4)取相當於B料重量2-3%的滑石粉溶於3-5倍液體石蠟中，再加入0.3-0.5%的鋁酸酯偶聯劑DL-411、0.5-1%的硬脂酸鋅和2-3%的水玻璃，1500-2000rpm高速研磨20_30min，然後將溶液均勻地噴灑在B料表面，烘乾，過150-200目篩，待用；
(5)將經上述步驟(3)和步驟(4)處理後A料、B料混合均勻，加入2-4%的濃度為15-20%的聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻，採用1.6-2.0 GPa的壓制壓力壓製成磁芯；
(6)將成型的磁芯在以氮氣和氫氣為保護氣氛，升溫速率為120-130°C/min下進行退火熱處理，升溫至450-550°C，保溫0.5-lh ；
(7)用SY-151磁芯膠均勻的塗覆在磁芯的表面，厚度控制在l_2mm，然後放置在120-130°C烘箱中固化15-20min，即得成品。
[0005]步驟(6)所述的氫氣和氮氣的混合氣體質量比為:氫氣5-10%,餘量為氮氣。
[0006]本發明的有益效果:
本發明通過調整合金成分以改善磁芯的磁性能，用Co替代一部分Fe、Zr替代一部分Nb,可以提高磁芯的高頻特性以及品質因數。本發明還對將納米晶金屬進行了不同的絕緣包覆處理，有效阻礙了金屬粉末顆粒之間的直接接觸，降低了金屬粉末顆粒間所產生的渦流損耗，從而降低了產品的總損耗值。本發明的包覆處理還可以有效提高磁導率頻率特性，增大品質因數，提高磁芯的高溫穩定性。本發明製作工藝簡單，生產成本低，製備出來的磁芯成品具有高飽和磁感應強度、損耗值低、耐高溫等優點，其綜合性能優良。
【具體實施方式】
[0007]—種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法，其特徵在於包括以下步驟:
(1)將利用單輥快淬法製得的鐵基非晶薄帶在120Mpa張應力作用下於550°C真空退火lh，然後空冷至室溫，即得納米晶薄帶；其中，所述鐵基非晶薄帶各組分質量百分比為:Fe65%、Co 18%、Zr 3%、Nb 4%、B 9%、Ga 1%，其帶寬為 10_，帶厚為 15μπι;
(2)將製得的納米晶薄帶進行破碎，得到納米晶金屬粉末，然後將納米晶金屬粉末按重量比65%、35%分成Α、B料;
(3)取A料加入4%的納米級矽溶膠、1.5%的Bi203和2%的三聚磷酸鈉，3000rpm高速攪拌IOmin,烘乾,粉碎研細成粉末,過350目篩,待用；
(4)取相當於B料重量3%的滑石粉溶於4倍液體石蠟中，再加入0.4%的鋁酸酯偶聯劑DL-41U0.8%的硬脂酸鋅和2.5%的水玻璃，2000rpm高速研磨20min，然後將溶液均勻地噴灑在B料表面，烘乾，過200目篩，待用；
(5)將經上述步驟(3)和步驟(4)處理後A料、B料混合均勻，加入3%的濃度為20%的聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻，採用1.8 GPa的壓制壓力壓製成磁芯；
(6)將成型的磁芯在以氮氣和氫氣為保護氣氛，升溫速率為125°C/min下進行退火熱處理，升溫至520°C，保溫0.5h ；
(7)用SY-151磁芯膠均勻的塗覆在磁芯的表面，厚度為1.5_，然後放置在130°C烘箱中固化15min,即得成品。
[0008]步驟(6)所述的氫氣和氮氣的混合氣體質量比為:氫氣5%,餘量為氮氣。
[0009]經檢測，本發明磁芯的主要磁性能:μe=9.1XlO4, Bs=L 46T，PQ.5/2(lk=15W/kg，P0.5/50k=76ff/kg,與25°C時磁芯性能相比，在-50°c和50°C時磁芯性能的相對變化率不超過
5% ο
【權利要求】
1.一種Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法，其特徵在於包括以下步驟: (1)將利用單輥快淬法製得的鐵基非晶薄帶在100-150Mpa張應力作用下於500-550°C真空退火l_2h，然後空冷至室溫，即得納米晶薄帶；其中，所述鐵基非晶薄帶各組分質量百分比為:Fe 60-65%、Co 15-20%,Zr 3-4%,Nb 3-4%,B 8-12%,Ga 1-1.5%，其帶寬為 5_10mm，帶厚為15-20μπι ； (2)將製得的納米晶薄帶進行破碎，得到納米晶金屬粉末，然後將納米晶金屬粉末按重量比 60-70%、30-40% 分成 Α、B 料; (3)取A料加入3-5%的納米級矽溶膠、1-2%的Bi203和2_3%的三聚磷酸鈉，2000-3000rpm高速攪拌10_15min，烘乾，粉碎研細成粉末，過300-400目篩，待用； (4)取相當於B料重量2-3%的滑石粉溶於3-5倍液體石蠟中，再加入0.3-0.5%的鋁酸酯偶聯劑DL-411、0.5-1%的硬脂酸鋅和2-3%的水玻璃，1500-2000rpm高速研磨20_30min，然後將溶液均勻地噴灑在B料表面，烘乾，過150-200目篩，待用； (5)將經上述步驟(3)和步驟(4)處理後A料、B料混合均勻，加入2-4%的濃度為15-20%的聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻，採用1.6-2.0 GPa的壓制壓力壓製成磁芯； (6)將成型的磁芯在以氮氣和氫氣為保護氣氛，升溫速率為120-130°C/min下進行退火熱處理，升溫至450-550°C，保溫0.5-lh ； (7)用SY-151磁芯膠均勻的塗覆在磁芯的表面，厚度控制在l_2mm，然後放置在120-130°C烘箱中固化15-20min，即得成品。
2.根據權利要求1所述的Fe-Co-Zr-Nb-B-Ga納米晶磁芯的製備方法,其特徵在於,步驟(6)所述的氫氣和氮氣的混合氣體質量比為:氫氣5-10%,餘量為氮氣。
【文檔編號】H01F1/147GK103680915SQ201310546391
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】司雪楠 申請人:安徽省智匯電氣技術有限公司