铁硅磁芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铁硅磁芯及其制备方法，是以铁硅合金粉末颗粒为原料，其包括以下方法步骤：1）铁硅合金粉末颗粒除湿包覆处理2）金属软磁带卷绕磁芯材热处理3）制铁硅磁芯粗品4）制铁硅磁芯处理产品5）制铁硅磁芯产品。本发明专利技术制备磁芯，与现有方法制备磁芯相比，降低了大电流的瞬变损耗，提高瞬变阻抗，起到大电流瞬间通断软着陆的作用，保护用电设备，提高电源功率因素。

Novel iron silicon magnetic core and preparation method thereof

The invention discloses a novel silicon iron core and a preparation method thereof, in silicon iron alloy powder as raw material, which comprises the following steps: 1) silicon iron alloy powder particles coated with desiccant treatment 2) metallic soft magnetic core material tape winding heat treatment 3) iron silicon core crude iron silicon) 4 aluminum core processing products 5) iron silicon core products. The preparation of magnetic core, compared with the existing preparation method of magnetic core, reduces the current transient loss, improve the transient impedance to large current on-off instant soft landing function, protection of electric equipment, improve the power factor.

【技术实现步骤摘要】
新型铁硅磁芯及其制备方法
本专利技术涉及一种铁硅磁粉芯及制备方法，特别是涉及一种新型铁硅磁芯及其制备方法。
技术介绍
在电源电器开关设备中磁芯或是磁粉芯是其主要元配件之一，其在很大程度上决定着开关电源的质量与节能降耗的功效。目前铁硅磁粉芯在大电流下直流偏执能力较差，不能满足现有的技术标准要求，而以此磁粉芯生产制备的电子元器件，其难以达到高标准的质量技术要求。另一方面，现有制备铁硅铝磁粉芯的方法，通常使用破碎法等，其制备的电子器件直流偏执能力较差，损耗更高，制造工艺复杂，质量不稳定。开关电源是现在生活中离不开的用电设备。如材料工程、电子学领域的开关电源用PFC功率因素校正，磁性器件等。从家庭用的灯饰、空调、电视、电脑电源等到办公室打印复印机等等。随着国内外能源日益紧张，环境污染问题日益严重，对用电设备节能降耗的要求越来越高，也就对其电源使用效率的要求越来越高。在现有的开关电源中存在两类主要问题：一是不同负载时效率无法均衡；用电设备不会24小时都在额定功率满负荷运行，有部分时间处于待机状态。而主动式PFC设计时会针对50%以上负载做主要设计，导致轻载时电源的效率低下。如何来调整轻载是负载阻抗，使PFC作用在轻重载时均能有效发挥作用，提高能效。二是断续工作模式下的主动式PFC或者感性负载上有交变的大电流，都会导致开关器件容易受到损伤，开关损耗加大，无功功耗增加，降低整机的效率。如何来提出的新型器件，能有效提高瞬变感抗，降低瞬态电流，起到软开关的作用。从而能有效降低开关损耗，提高能效。因此，如何来提供一种开关电源中存在两类主要问题的开关电源的设备，即铁硅磁芯，是当前现实中需要面对和解决的问题。能有效降低开关损耗，提高能效，同时提高其直流偏执能力，实现环保节能功效。
技术实现思路
本专利技术是提供一种新型铁硅磁芯及其制备方法，其是由铁硅合金粉末颗粒和金属卷绕磁芯带材混合制成，制备的铁硅铝，磁芯能有效提高瞬变感抗，降低瞬态电流，起到软开关的作用。从而能有效降低开关损耗，提高能效。本专利技术提供一种新型铁硅铝磁芯，其是由如下质量组分组成:铁硅铝合金粉末颗粒80-99%，余量为金属软磁带卷绕磁芯材；控制所述铁硅铝合金粉末颗粒大小为-100至-500目，所述金属软磁带卷绕磁芯材为厚度15-500微米的金属带。本专利技术所述一种新型导铁硅铝磁芯，优选是所述铁硅铝合金粉末颗粒形状为球形状或片状；所述金属软磁带材为铁基非晶、钴基非晶、铁基纳米晶、铁硅、铁镍带材之一种或几种。本专利技术另一目的是一种新型铁硅铝磁芯的制备方法，是以铁硅合金粉末颗粒为原料，其包括以下方法步骤：1）铁硅合金粉末颗粒除湿包覆处理，先将颗粒大小为-100至-500目的铁硅合金粉末颗粒用除湿剂进行除湿处理，然后与绝缘包覆剂混合处理，控制混合处理温度为15-130℃，混合处理时间为5-80分钟，为处理铁硅合金粉末颗粒；2）金属软磁带卷绕磁芯材热处理，将厚度为15-500微米的金属带，置于硅酸钠或硅酸钾溶液中浸泡，然后在50℃-200℃温度下，保温固化处理、冷却，为热处理金属软磁带卷绕磁芯材；3）制铁硅磁芯粗品，将1）步处理铁硅铝合金粉末颗粒和2）步热处理金属软磁带卷绕磁芯材混合为混合物，控制混合物中处理纳米晶合金粉末颗粒质量比为80-99%，余量为热处理金属软磁带卷绕磁芯材，将混合物置于所需的形状、大小模具中，加压成型，为铁硅磁芯粗品，控制加压成型的压力为10-30T/cm2，控制加压时间为1-30秒；4）制铁硅铝磁芯处理产品，将上步铁硅磁粉芯粗品置于热处理装置中，于真空或惰性气体保护条件下进行预处理，控制预处理温度为100℃-300℃，压力为0.1Pa-0.001Pa，预处理时间为10-80分钟；为铁硅磁芯处理产品；5）制铁硅磁芯产品，将铁硅磁芯处理产品，于热处理装置中进行高温烧结处理，控制高温烧结环境为惰性气体或真空状态下进行，控制高温烧结温度为300℃-450℃，烧结时间为10-80分钟，于此温度下恒温保持不大于120分钟，冷却，最后倒角涂层，即为新型铁硅磁芯产品。本专利技术所述的制备方法，优选的，是1）步所述绝缘包覆剂为如下质量比组分硅酸钠5-8、硅酸钾30、正硅酸乙酯20-25、硬脂酸锌10-15硅酮树脂10-15、云母5-8、高岭土20-25混合组成。本专利技术所述的制备方法，优选的，是1）步经除湿处理的纳米晶合金粉末颗粒与绝缘包覆剂混合，控制所述绝缘包覆剂加入量为纳米晶合金粉末颗粒质量的0.5-8Wt%。本专利技术所述的制备方法，优选的，是1）步所述除湿剂为质量浓度为1-2Wt%无机酸和/或1-2Wt%的硅酸盐溶液的混合液；所述硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾。本专利技术所述无机酸为磷酸或硫酸或盐酸，亦或磷酸和硫酸，磷酸和盐酸的混合。所述的制备方法，进一步的，是2）步金属软磁带卷绕磁芯材热处理，控制所述硅酸钠或硅酸钾溶液的质量浓度为1-20Wt%，控制浸泡2-20分钟，控制维持保温固化处理时间10-80分钟。本专利技术所述的制备方法，优选的，是5）步所述高温烧结是分三次的阶段化加热、升温、恒温烧结处理，第一阶段加热10-20min,升温至300－350℃,恒温保温10-20min；第二阶段加热10-20min,升温至350－400℃，恒温保温10-20min；第三阶段加热10-20min,升温至400－450℃，恒温保温20-40min；最后，炉冷却至室温新型铁硅磁芯产品。本专利技术所述冷却为空气中自然或风冷冷却。本专利技术采用上述步骤方法，制备的新型铁硅磁芯的应用，能调整轻载是负载阻抗，使PFC作用在轻重载时均能有效发挥作用，提高能效。在大电流下直流偏执能力较高，可满足现有的技术标准要求；二是断续工作模式下的主动式PFC或者感性负载上有交变的大电流，都会导致开关器件容易受到损伤，开关损耗加大，无功功耗增加，降低整机的效率。本专利技术制备的新型器件，能有效提高瞬变感抗，降低瞬态电流，起到软开关的作用。有效降低开关损耗，提高能效。与现有方法制备的磁芯相比，降低了大电流的瞬变损耗，提高瞬变阻抗，起到大电流瞬间通断软着陆的作用，保护用电设备，提高电源功率因素。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的描述说明。本专利技术一种新型铁硅铝磁芯，是以铁硅合金粉末颗粒为原料，和金属软磁带材混合制成，其的制备方法步骤如下：1）铁硅合金粉末颗粒除湿包覆处理，先将颗粒大小为-100至-500目的铁硅合金粉末颗粒用除湿剂进行除湿处理，然后与绝缘包覆剂混合处理，控制混合处理温度为15-130℃，混合处理时间为5-80分钟，为处理铁硅合金粉末颗粒；2）金属软磁带卷绕磁芯材热处理，将厚度为15-500微米的金属带，置于硅酸钠或硅酸钾溶液中浸泡，然后在50℃-200℃温度下，保温固化处理、冷却，为热处理金属软磁带卷绕磁芯材；3）制铁硅磁芯粗品，将1）步处理铁硅合金粉末颗粒和2）步热处理金属软磁带卷绕磁芯材混合为混合物，控制混合物中处理铁硅铝合金粉末颗粒质量比为80-99%，余量为热处理金属软磁带卷绕磁芯材，将混合物置于所需的形状、大小模具中，加压成型，为铁硅磁芯粗品，控制成型压力为10-30T/cm2，控制加压时间为1-30秒；4）制铁硅磁芯处理产品，将上步铁硅磁芯粗品置于热处理装置中，于真空或惰性气体保护条件下进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型铁硅磁芯，其特征是由如下质量组分组成:铁硅合金粉末颗粒80‑99%，余量为金属软磁带卷绕磁芯材；控制所述纳米晶合金粉末颗粒大小为‑100至‑500目，所述金属软磁带卷绕磁芯材为厚度15 ‑500微米的金属带。

【技术特征摘要】
1.一种新型铁硅磁芯，其特征是由如下质量组分组成:铁硅合金粉末颗粒80-99%，余量为金属软磁带卷绕磁芯材；控制所述纳米晶合金粉末颗粒大小为-100至-500目，所述金属软磁带卷绕磁芯材为厚度15-500微米的金属带。2.根据权利要求1所述一种新型铁硅磁芯，其特征是所述铁硅铝合金粉末颗粒形状为球形状或片状；所述金属软磁带卷绕磁芯材为铁基非晶、钴基非晶、铁基纳米晶、铁硅、铁镍带材之一种或几种。3.一种新型铁硅磁芯的制备方法，是以铁硅铝合金粉末颗粒为原料，其特征是包括以下方法步骤：1）铁硅合金粉末颗粒除湿包覆处理，先将颗粒大小为-100至-500目的铁硅铝合金粉末颗粒用除湿剂进行除湿处理，然后与绝缘包覆剂混合处理，控制混合处理温度为15-130℃，混合处理时间为5-80分钟，为处理铁硅合金粉末颗粒；2）金属软磁带卷绕磁芯材热处理，将厚度为15-500微米的金属带卷绕成铁芯，置于硅酸钠或硅酸钾溶液中浸泡，然后在50℃-200℃温度下、保温固化处理，冷却，为热处理金属软磁带卷绕磁芯材；3）制铁硅磁芯粗品，将1）步处理铁硅铝合金粉末颗粒和2）步热处理金属软磁带卷绕磁芯材混合为混合物，控制混合物中处理铁硅铝合金粉末颗粒质量比为80-99%，余量为热处理金属软磁带卷绕磁芯材，将混合物置于所需的形状、大小模具中，加压成型，为铁硅磁芯粗品，控制加压成型的压力为10-30T/cm2，控制加压时间为1-30秒；4）制铁硅磁芯处理产品，将上步铁硅磁芯粗品置于热处理装置中，于真空或惰性气体保护条件下进行预处理，控制预处理温度为100℃-300℃，压力为0.1Pa-0.001Pa，预处理时间为10-80分钟；为铁硅磁芯处理产品；5）制铁硅磁芯产品，将铁硅磁芯处理产品于热处理装置中进行高温...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛圣华，皮金斌，张勉团，
申请(专利权)人：江西艾特磁材有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36