一種復合軟磁材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種復合軟磁材料及其制備方法，屬于磁性材料制備技術領域。
【背景技術】
[0002] 由鐵磁性金屬粉末與絕緣介質混合而成的復合軟磁材料，由于磁粉粒度小，且被 絕緣介質均勻隔開，滿流損耗小，可適用于較高頻率，該類材料由于具有較高的磁導率和較 低的損耗，因此可W用來設計和生產各類高性能的電子元器件，如電感器、濾波器和互感器 等，廣泛應用于電子通訊、開關電源等領域。
[0003] 利用金屬粉末和絕緣介質混合制備各類軟磁材料的方法有很多，例如專利公開號 為CN100541678C公開了一種磁導率為125的鐵娃侶粉忍的制造方法，采用將-150~+400目 的粗粉和-400目的細粉混合，然后經過賠炒、冷卻、壓制成型和熱處理的工藝方法，制備出 磁導率為125的磁粉忍產品。專利公開號CN103730224A公開了一種具有超高磁導率的鐵基 非晶磁粉忍的制備方法，利用熱處理、破碎、篩分的方法制備出不同粒度的粉體，然后將粗 粉和細粉混合，再采用純化劑、偶聯劑、絕緣劑和粘結劑、潤滑劑對混合粉進行純化、偶聯、 絕緣包覆、潤滑處理，然后壓制成型，最后進行熱處理，制備出磁導率達到200的磁粉忍。
[0004] 上述公開的專利中所闡述的技術和方法，都是利用金屬粉末和絕緣介質混合，但 都要經過純化、絕緣、粘結、潤滑等工藝過程，使得生產工藝過程十分復雜，同時在成型過程 中必須經過較大的壓力（大于20t/cm2)壓制后產品才能成型。如何能夠采用簡單的工藝過 程，較小的壓力或不用加壓的方式，便能夠制備出超高磁導率產品的方法，是科研工作者們 需要解決的技術難題。
【發明內容】
[0005] 針對現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種復合軟磁材料，該材料具有 較高且可調的材料磁導率。
[0006] 本發明的目的之二在于提供一種上述復合軟磁材料的制備方法，該方法借助非晶 帶材或納米晶帶材鱗片化破碎，W及絕緣化處理，實現了非晶/納米晶鱗片的層狀搭接（即 搭接而成的層狀結構)和規則排列，從而使鱗片具有定向取向性，從而使本發明的復合軟磁 材料具有優異磁學性能。因此可W用來制備各類高性能的電感磁忍產品，并且還應用于無 線充電領域，用于制備各類導磁片、隔磁片等，同時還能夠用于電磁屏蔽領域，用于制備高 性能的電磁屏蔽片，W及電磁加熱領域，用于制備高效電磁爐、IH加熱電飯優等產品。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用W下技術方案：
[000引一種復合軟磁材料，具有由絕緣包覆的非晶和/或納米晶鱗片搭接而成的層狀結 構，所述復合軟磁材料的磁導率范圍為100-1000(比如150、200、300、500、700、800、900、 950)。
[0009]上述復合軟磁材料，作為一種優選實施方式，各個所述鱗片的粒度為〇.l-5mm(比 女日0.3mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、4.8mm)，厚度為 14-30μηι (比如 15μηι、18μηι、2Ιμηι、24μηι、26μηι、28μηι、29μηι)。
[0010] 上述復合軟磁材料，作為一種優選實施方式，所述鱗片是由非晶帶材或者納米晶 帶材經過熱處理和破碎處理制備而成;更優選地，所述非晶帶材的成分為化、Si和B，所述納 米晶帶材的成分至少包含化、化、佩、Si和B五種元素。
[0011] -種上述復合軟磁材料的制備方法，具體包括如下步驟：
[0012] 原料預處理步驟，將非晶/納米晶帶材經破碎處理和熱處理制成所述非晶或納米 晶鱗片；
[0013] 絕緣包覆和預成型步驟，先用稀釋劑按一定比例將包覆劑稀釋，再用稀釋后的所 述包覆劑對所述鱗片進行絕緣包覆和預成型處理，得到絕緣包覆中間材料；
[0014] 壓制步驟，將所述絕緣包覆中間材料進行壓制處理，最終得到所述復合軟磁材料。
[0015] 上述制備方法中，作為一種優選實施方式，所述絕緣包覆和預成型處理包括如下 具體步驟:首先將稀釋后的包覆劑與所述鱗片混合制成漿料，再將所述漿料進行取向涂布 處理，最后經烘干處理制得薄片，即所述絕緣包覆中間材料;所述壓制步驟為將單層或多層 所述薄片經過壓制，最終得到所述復合軟磁材料。在涂布過程中可W通過加磁場控制鱗片 取向，在烘干過程中稀釋劑蒸發，包覆劑包覆在鱗片表面，該過程實現了鱗片表面絕緣并取 向排列；壓制步驟可W提高材料密度和厚度，壓制可W在常溫或高溫下進行。相對而言，鱗 片用量越高，產品磁導率越高，包覆劑的比例越高，鱗片的包覆效果會越好，產品損耗越低。
[0016] 上述制備方法中，作為一種優選實施方式，所述絕緣包覆和預成型處理包括如下 具體步驟:先將所述鱗片平鋪成具有一定厚度并具有層狀結構的預制體，再用所述稀釋后 的包覆劑對所述預制體進行浸潤處理，最后經烘干處理制得所述絕緣包覆中間材料;所述 壓制步驟為將所述絕緣包覆中間材料直接壓制成型最終得到所述復合軟磁材料;更優選 地，所述壓制步驟與所述烘干處理同時進行。
[0017] 上述制備方法中，作為一種優選實施方式，所述烘干處理的溫度為80-180°C (比如 90°C、100°C、120°C、140°C、160°C、170°C)，烘干處理的時間為30-240min(比如40min、 60min、90min、120min、150min、180min、210min、230min);所述壓制的壓力為0-10噸/cm2(；比 女曰0.5噸/cm2、1 噸/cm2、2噸/cm2、3噸/cm2、5噸/cm2、7噸/cm2、9噸/cm2、9.5噸/cm2)。
[0018] 上述制備方法中，作為一種優選實施方式，所述包覆劑可W是有機或無機的各類 粘結劑，更優選地，所述包覆劑為聚氨醋類、環氧類和聚酷亞胺類膠中的至少一種;所述稀 釋劑是酒精、丙酬、下酬、乙酸乙醋和N-甲基化咯燒酬中的至少一種。
[0019] 上述制備方法中，作為一種優選實施方式，在所述絕緣包覆和預成型步驟中，所述 包覆劑與所述稀釋劑的重量比為1:1-100(比如1:5、1:10、1:20、1:40、1:60、1:80、1:90、1: 95);所述鱗片與所述包覆劑的質量比為1-5:1(比如1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、 4.5:1)。
[0020] 上述制備方法中，作為一種優選實施方式，所述原料預處理步驟中，所述熱處理的 溫度為350°c-700°c (比如360°C、380°C、420°C、450°C、500°C、550°C、600°C、650°C、680°C、 695°〇，所述熱處理的時間為6〇-24〇111111(比如7〇111111、9〇111111、12〇111111、15〇111111、18〇111111、 210min、230min)。
[0021] 上述制備方法中，作為一種優選實施方式，在所述壓制步驟后還包括表面保護處 理步驟，所述表面保護處理是利用噴涂、噴漆、黏貼保護膜等方法在復合軟磁材料表面形成 保護層;更優選地，所述保護層的材質是酪醒類、環氧類材質的一種或幾種。
[0022] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0023] 在本發明中，借助非晶或納米晶超薄帶材的優勢，將其破碎成100ym-5mm的帶材鱗 片，通過工藝控制鱗片粒度在某一區間內，可W有效控制材料的磁導率，通過包覆粘結作用 可W將每個小的鱗片均勻地包裹一層絕緣層，搭接而成的層狀結構使軟磁材料具有優異磁 導率性能。
[0024] 本發明提供了兩種制備本發明的新型復合軟磁材料的方法，利用本發明的制備方 法可W使本發明的新型復合軟磁材料具有材料磁導率可調、層狀結構明顯、絕緣處理簡單 和操作方便等特點。選用獨特的包覆粘結劑，能夠在鱗片表面形成一層有效的包覆層，同時 由于鱗片在固化過程中，不需要滑動，因此不需要純化劑、絕緣劑、潤滑劑等。相對于金屬粉 末而言，本發明采用鱗片制備軟磁材料無需較大壓