【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于软磁复合材料，涉及用于特高频电感的软磁复合材料及其制备，具体提供一种用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着通信技术、物联网、航空航天及新能源汽车等领域的迅猛发展，相应的电力电子器件不断更新迭代，电磁元器件不断向小型化、高效化、高频化及大功率化等方向发展，这对软磁复合材料的应用频率及综合性能等方面都提出了巨大挑战。比如，共模扼流圈能够充当初级信号的低阻抗元件及高频噪声的高阻抗电感对系统提供保护，但要求共模扼流圈中的软磁材料在mhz到ghz频段具有高的磁导率，用以尽可能减少电磁干扰的影响，同时具有高的电阻率，用以将高频谐波带来的不必要损耗降至最低；然而，由于较高的涡流损耗和较低的高频磁导率，目前软磁复合材料的应用频率仍限制在1mhz以下，如公开号为cn109273185a、cn106890999a、cn103559974a、cn102744403a等专利文献；因此，亟需研发工作频率高、磁电性能优异的新型软磁复合材料。
2、非晶/纳米晶软磁合金破碎磁粉末通常为不规则形状，相较于球形合金粉，在压制过程中不规则粉末的接触面积更大，压制成型性更好，制得软磁复合材料的密度与磁导率也会更高。与之相比，水气联合雾化法制备得软磁合金粉末主要为细小的球形状，其优势在于比表面积和表面能相对更大，利于获得均匀、完整的绝缘包覆层，进而提升软磁复合材料的高频磁电性能。然而，合金球形粉末在冷压压制后颗粒间存在较多孔洞间隙，获得的软磁复合材料机械强度较低，往往需要添加较高体积分数的有机树脂以提升软磁复合
3、冷烧结技术可以在较温和的压力、温度条件下制备得到高密度、高电阻率的软磁复合材料，有效提升软磁复合材料的应用频率及综合性能，使其在高频电感、dc-dc转换器、扼流圈及高频开关电源等领域具有较好的应用前景；如公开号为cn110428967a的专利文献公开一种超低温冷烧结铁基纳米晶复合磁粉芯的制备方法及产品，首先在铁基纳米晶磁粉表面包覆纳米铁氧体前驱体，然后通过冷烧结得到纳米复合磁粉芯胚体，最后经退火处理制备得到致密度较、软磁性能优异的铁基纳米晶复合磁粉芯，且磁导率稳定频段提高至ghz频段，能够达到854.8mhz，但其在特高频频段仍然存在磁损耗和介电损耗高、饱和磁化强度低等问题，无法满足特高频频段的应用需求。因此，本专利技术进一步提出用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有软磁复合材料在特高频频段存在磁损耗和介电损耗高、饱和磁化强度低等问题，提供一种用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料及其制备方法，使用zno或b2o3对球形铁基纳米晶磁粉进行绝缘包覆，并通过冷烧结工艺及退火处理获得致密且高电阻率的软磁复合材料，将其磁导率截止频率提高至1.5～5ghz频段，满足特高频频段的应用需求，并提升其特高频频段的磁电性能。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料，所述软磁复合材料包含以下组分(按重量百分比计量)：
4、球形铁基纳米晶磁粉：96～99.5wt％，
5、zno或b2o3氧化物：0.5～4wt％；
6、其中，zno或b2o3氧化物作为绝缘包覆材料。
7、进一步的，所述球形铁基纳米晶磁粉的粒径小于等于5微米。
8、进一步的，所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料的制备方法，包括以下步骤：
9、步骤1.对球形铁基纳米晶磁粉进行粒径筛选，得到球形铁基纳米晶磁粉原料；
10、步骤2.以zno或b2o3氧化物为绝缘包覆材料，按照组分含量称取球形铁基纳米晶磁粉原料与绝缘包覆材料，采用溶胶-凝胶法对球形铁基纳米晶磁粉进行表面包覆，得到包覆料；
11、步骤3.按照液体介质占包覆料10～30wt％的比例，将液体介质与包覆料混合均匀，再将混合物于200～800mpa、100～300℃条件下烧结0.5～3h，得到软磁复合材料胚体；
12、步骤4.将软磁复合材料胚体在惰性气氛中于400～600℃条件下进行退火处理，退火处理时间为0.5～2h，得到用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料。
13、更进一步的，步骤1中，球形铁基纳米晶磁粉采用fesibpcuccr合金粉末、fesibpcu合金粉末、fesibnbcu合金粉末中的至少一种。
14、更进一步的，步骤1中，粒径筛选采用2500目过筛网。
15、更进一步的，步骤2中，溶胶-凝胶法具体为：
16、将球形铁基纳米晶磁粉原料分散于锌矾(znso4·7h2o)与柠檬酸钠的混合溶液中，或者硼酸(hbo3)与柠檬酸钠的混合溶液中；搅拌均匀后调节ph值至9～11，再于40～80℃水浴条件下静置至溶胶状态，将溶胶产物烘干至凝胶状态，将凝胶产物在惰性气氛中于400～550℃条件下进行热处理，热处理时间为0.5～2h，得到包覆料。
17、更进一步的，步骤3中，液体介质为水、氨水、醋酸或乙酸。
18、更进一步的，步骤4中，惰性气氛采用氩气或氮气。
19、基于上述技术方案，本专利技术的有益效果在于：
20、本专利技术首先选择粒径细小的球形铁基纳米晶磁粉，在其表面包覆zno或b2o3氧化物，然后添加预定量的液体介质，使得包覆材料于磁粉颗粒表面在冷烧结成型过程中部分溶解再沉淀，获得致密的软磁复合材料；选择粒径细小的球形铁基纳米晶磁粉利于获得分布均匀且包覆完整的绝缘膜；采用zno或b2o3作为绝缘包覆材料，包覆工艺简单，并可通过增减含量有效调控绝缘膜的厚度；冷烧结技术需要的成型压力较小，不仅提升软磁复合材料的相对密度，还可大幅减少绝缘包覆膜的破坏，从而提升软磁复合材料的特高频磁电性能；另外，对软磁复合材料胚体进行退火处理能够去除压制带来的残余应力。
21、综上，本专利技术提供一种用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料，具有较高的相对密度、较高的饱和磁化强度以及低的磁电损耗，并将磁导率截止频率提高至1.5～5ghz，能够满足特高频电感的应用需求，适于在本领域内推广使用。
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1.用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料，其特征在于，所述软磁复合材料包含以下组分：
2.根据权利要求1所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料，其特征在于，所述球形铁基纳米晶磁粉的粒径小于等于5微米。
3.根据权利要求1所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，球形铁基纳米晶磁粉采用FeSiBPCuCCr合金粉末、FeSiBPCu合金粉末、FeSiBNbCu合金粉末中的至少一种。
5.根据权利要求3所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，粒径筛选采用2500目过筛网。
6.根据权利要求3所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，溶胶-凝胶法具体为：
7.根据权利要求3所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，液体介质为水、氨水、醋酸或乙酸。
8.根据权利要求
...【技术特征摘要】
1.用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料，其特征在于，所述软磁复合材料包含以下组分：
2.根据权利要求1所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料，其特征在于，所述球形铁基纳米晶磁粉的粒径小于等于5微米。
3.根据权利要求1所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述用于特高频电感的低磁介损耗软磁复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中，球形铁基纳米晶磁粉采用fesibpcuccr合金粉末、fesibpcu合金粉末、fesibnbcu合金粉末中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周廷川，金立川，张岱南，李颉，贾利军，张怀武，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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