一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末的製作方法
2023-10-25 13:23:17
專利名稱：一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末。
背景技術：
在電力電子設備中，噪聲是主要的電路幹擾源，所以必須使用各種濾波器件用來降低噪聲。而磁粉芯作為差模電感的主要元件，在濾波器中起著關鍵作用。目前磁粉芯產品主要有鐵粉芯、鐵矽鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯、MPP磁粉芯等。常規鐵粉芯價廉，但是高頻特性不良。現在在設計和製作各類開關電源的扼流圈和電感時，基本上都選用鐵矽鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯和MPP磁粉芯。
與鐵粉芯相比，鐵矽鋁磁粉芯具有非常低的磁芯損耗，同時其頻率特性較好，但是鐵矽鋁磁粉芯在較大電流下的直流偏置能力較差，所以使得鐵矽鋁磁粉芯在不利條件下的使用受到了限制。而鐵鎳磁粉芯在IMHz的頻率範圍內具有極佳的頻率特性，並且損耗較低。而且在金屬磁粉芯中，鐵鎳磁芯具有最高的直流偏置能力，產品性能好。但是鐵鎳磁粉芯中還有50%的鎳，價格高昂，生產成本高。同理MPP磁粉芯同樣在IMHz的頻率範圍內具有極佳的頻率特性，並且在各種金屬磁粉芯中磁芯損耗最低。但是MPP磁粉芯的直流偏置能力一般，同時MPP磁粉芯還有鎳、鑰等貴重金屬，價格高昂，使得它難以得到廣泛應用。
發明內容
為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末，該磁芯具有穩定的磁導率、損耗值和直流偏置能力。為了達到上述的目的，本發明採用了以下的技術方案一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末，採用如下步驟製備I)對利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶進行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶;2)對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末；3)對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形；4)對所述納米晶金屬粉末進行篩選，然後混合成由90% 98%的通過-200篩目的第一粉末和2% 10%的通過-150 +200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布。上述步驟I)中的鐵基非晶薄帶質量百分比為3 15%Ni，I 30%至少一種選自Si、B、Al、P、Nb、Cu和Zr的元素，餘量為Fe。作為優選，所述步驟I)中的鐵基非晶薄帶熱處理在500 700°C下、在惰性氣體中進行I 3小時。本發明由於採用了以上的技術方案，可用於製備磁導率μ =26 90的納米晶磁芯，磁芯具有穩定的磁導率、損耗值和直流偏置能力。具有以下優點1、製作工藝簡單，使用設備簡單，生產成本低；2、採用本發明製作的具有特定磁導率的磁芯產品，在保持良好的電感量、較高的品質因數的同時，降低了產品的損耗值，提高了直流偏置能力。本發明的納米晶磁粉芯主要適用於開關電源的功率因素校正以及開關電源的輸出濾波，以此來提高交換功率的效率，並且可以在一定的場合替換鐵矽鋁磁粉芯、鐵鎳磁粉芯和MPP磁粉芯。
具體實施例方式下面對本發明的具體實施方式
做一個詳細的說明。—種高性能納米晶磁芯,採用如下步驟製備I)對利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶進行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶;2)對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末； 3)對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形；4)對所述納米晶金屬粉末進行篩選，然後混合成由90% 98%的通過-200篩目的第一粉末和2% 10%的通過-150 +200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布；5)將混合的納米晶金屬粉末再與粘接劑混合，通過壓製成型磁芯；並將所述成型的磁芯進行退火，然後用絕緣樹脂塗布所述磁芯。上述方案中，鐵基非晶薄帶質量百分比為3 15%Ni，I 30%至少一種選自Si、B、Al、P、Nb、Cu和Zr的元素，餘量為Fe。本發明主要研究製備工藝對相同成分配比的磁粉芯的性能影響。下面選取磁導率為60的特徵值，通過對粉末顆粒分布、鐵基非晶薄帶熱處理溫度、磁粉芯熱處理保護氣體、粘接劑比例等方面對本發明方案進行說明。實例I :將利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶在580°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；並將其破碎，整形；選取90%的-200篩目的第一粉末和10%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的矽酸鈉混合，通過壓製成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內通入氮氣，溫度500°C，時間2小時，最後採用環氧樹脂油漆塗覆在磁粉芯的表面。得到Φ26. 9/Φ14. 7X11. 2 (即外徑為26. 9mm、內徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規格的納米晶磁粉芯廣品I。實例2 將利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；並將其破碎，整形；選取90%的-200篩目的第一粉末和10%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的矽酸鈉混合，通過壓製成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內通入氮氣，溫度500°C，時間2小時，最後採用環氧樹脂油漆塗覆在磁粉芯的表面。得到Φ26. 9/Φ14. 7X11. 2 (即外徑為26. 9mm、內徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規格的納米晶磁粉芯廣品2。實例3 將利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；並將其破碎，整形；選取95%的-200篩目的第一粉末和5%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的矽酸鈉混合，通過壓製成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內通入氮氣，溫度500°C，時間2小時，最後採用環氧樹脂油漆塗覆在磁粉芯的表面。得到Φ26· 9/Φ14. 7X1L 2 (即外徑為26. 9mm、內徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規格的納米晶磁粉芯產品3。實例4 將利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；並將其破碎，整形；選取95%的-200篩目的第一粉末和5%的-100 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的矽酸鈉混合，通過壓製成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內通入氮氣，溫度500°C，時間2小時，最後採用環氧樹脂油漆塗覆在磁粉芯的表面。得到Φ26· 9/Φ14. 7X1L 2 (即外徑為26. 9mm、內徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規格的納米晶磁粉芯產品4。實例5 將利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；並將其破碎，整形；選取95%的-200篩目的第一粉末和5%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的矽酸鈉混合，通過壓製成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內通入氫氣，溫度500°C，時間2小時，最後採用環氧樹脂油漆塗覆在磁粉芯的表面。得到Φ26. 9/Φ14. 7X11. 2 (即外徑為26. 9mm、內徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規格的納米晶磁粉芯產品5。實例6 將利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶在620°C的惰性氣體中熱處理I小時，得到納米晶薄帶；並將其破碎，整形；選取95%的-200篩目的第一粉末和5%的-150 +200篩目的第二粉末，與5wt%。的矽酸鈉混合，通過壓製成型，選取磁芯退火，同時向熱處理爐內通入氫氣和氮氣的混合氣體(氫氣5 15wt%),溫度500°C,時間2小時,最後米用環氧樹脂油漆塗覆在磁粉芯的表面。得到Φ26.9/Φ14.7Χ11.2 (即外徑為26. 9mm、內徑為14. 7mm、高度11. 2mm)規格的納米晶磁粉芯產品6。對上述實例產品進行測試和說明如下(一)f、L、Q 測試銅絲採用Φ0. 5mm，線圈匝數為26匝，上述產品I至6測試的磁性能參數如下表I
權利要求
1.一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末，採用如下步驟製備 1)對利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶進行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶； 2)對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末； 3)對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形； 4)對所述納米晶金屬粉末進行篩選，然後混合成由90% 98%的通過-200篩目的第一粉末和2% 10%的通過-150 +200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布。
2.根據權利要求I所述的一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末，其特徵在於，所述步驟I)中的鐵基非晶薄帶質量百分比為3 15%Ni，l 30%至少一種選自Si、B、Al、P、Nb、Cu和Zr的元素,餘量為Fe。
3.根據權利要求I所述的一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末，其特徵在於，所述步驟I)中的鐵基非晶薄帶熱處理在500 700°C下、在惰性氣體中進行I 3小時。
全文摘要
本發明公開了一種用於製備納米晶磁芯的金屬粉末，採用如下步驟製備對利用快速冷卻方法製得的鐵基非晶薄帶進行熱處理，將其轉變成納米晶薄帶；對所述納米晶薄帶進行破碎得到納米晶金屬粉末；對所述納米晶金屬粉末進行球磨整形；對所述納米晶金屬粉末進行篩選，然後混合成由90%～98%的通過-200篩目的第一粉末和2%～10%的通過-150～+200篩目的第二粉末組成的粉末顆粒分布。本技術方案製備的磁芯具有穩定的磁導率、損耗值和直流偏置能力。
文檔編號B22F9/04GK102689010SQ20121020207
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者周水泉, 柯昕, 汪建國, 肖洪武 申請人:浙江科達磁電有限公司