【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁性材料领域，涉及一种铁硅铝磁粉芯及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着电子电力技术的发展，电子器件朝着小型化、高频化和大电流化的方向发展是必然趋势。未来对于软磁材料的性能指标将会提出更高的要求。在软磁材料中，铁硅铝磁粉芯具有较高的bs，在同等体积下可以实现更高的电感，同时其本身的低损耗、低成本以及良好的温度特性和频率特性等优点，使得铁硅铝磁粉芯在开关电源变压器磁芯、功率校正器、高频功率滤波器、不间断电源、储能滤波电感器中得到广泛应用。但是由铁硅铝磁粉芯制备的电感的直流叠加能力较差，影响在大电流场景中的使用，因此改善铁硅铝磁粉芯叠加差的缺陷以及更进一步降低其损耗仍是研究和应用的热点。
2、在传统的铁硅铝绝缘包覆中，通过磷酸处理在颗粒表面形成一种或几种难溶性的磷酸盐磷化膜，虽然磷酸可以提供优良的表面电阻率和耐热性，但涂层在退火热处理过程中，存在磷酸的挥发性会导致绝缘涂层附着性下降的问题。另一方面，目前磁粉芯粘结剂大多数企业采用有机粘结剂，比如酚醛树脂、硅树脂等。有机粘结剂粘结效果好，但在磁粉芯中残余的碳导致磁粉芯磁损耗上升。
3、cn110246675a公开了一种高饱和磁通密度、低损耗软磁复合材料及其制备方法。该专利中采用三层绝缘包覆：第一层采用磷酸溶液包覆形成磷酸盐绝缘层；第二层采用偶联剂包覆形成有机绝缘层；第三层采用纳米粉体包覆形成无机绝缘层。
4、cn105931790a公开了一种铁硅铝磁粉芯及其制备方法。其将铁硅铝粉和铁硅粉进行特定筛目的筛分，然后对各个筛分的粉料进行磷酸
5、cn 112289534 a公开了一种铁硅铝磁粉芯及其制备方法和用途。其所述磁粉芯包括铁硅铝粉料、第一包覆层和第二包覆层，所述第一包覆层包覆于所述铁硅铝粉料表面，所述第二包覆层包覆于所述第一包覆层表面，所述第一包覆层为金属氧化物，所述第二包覆层为树脂类物质。其绝缘层的磷酸盐热稳定性差，不利于进一步提高电阻率来降低涡流损耗。
6、上述方案制得软磁材料存在有磁导率低、电阻率高、稳定性差或功率损耗严重的问题，不能很好的适配于小型、高频、大电流的电子产品。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种铁硅铝磁粉芯及其制备方法和应用，本专利技术所述方法制备的铁硅铝磁粉的绝缘层均匀，磁导率高、功率损耗低，热处理后强度高，产品的综合性能好，成本相对较低。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种铁硅铝磁粉芯的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)对气雾化的铁硅铝软磁合金粉进行预退火处理；
5、(2)将硼酸、金属盐和溶剂混合得到包覆液，加入预退火后的铁硅铝软磁合金粉，搅拌得到包覆铁硅铝软磁合金粉；
6、(3)将纳米介质陶瓷粉料和凹凸棒土与溶剂混合制成悬浊液，对所述悬浊液进行加热搅拌处理得到无机凝胶化的绝缘包覆液，将步骤(2)所述包覆铁硅铝软磁合金粉与所述无机凝胶化的绝缘包覆液混合搅拌，得到双层包覆铁硅铝软磁合金粉；
7、(4)将双层包覆铁硅铝软磁合金粉与硬脂酸锌混合压制后，经高温退火处理，得到所述铁硅铝磁粉芯。
8、本专利技术先通过在硼酸绝缘液中引入mg2+、sr2+或y3+离子溶液。硼酸能够有效的改善涂层的耐热性，同时在磁芯退火的过程中形成稳定的网状结构硼酸盐。同时引入的金属离子溶液能够降低涂层的结晶倾向和结晶速度，进一步提高涂层的耐热性和电阻率。为了进一步降低磁芯的损耗和提高其电阻率，在第一重包覆的基础上采用纳米介质陶瓷粉末和凹凸棒土粘结剂构成的无机凝胶对粉体进一步包覆，该包覆层纳米陶瓷具有耐热温度高，电阻率高和价格低廉等优点，该重包覆可以在软磁粉末表面包覆一层致密均匀的纳米陶瓷-凹凸棒土绝缘层，可以显著提高包覆层的电阻率，使得到的复合材料既具有良好的结合强度又有好的热稳定性，可以在800℃进行高温退火，进一步降低磁芯损耗。
9、优选地，步骤(1)所述铁硅铝软磁合金粉中硅的质量分数为8.5～10.5％，例如：8.5％、9％、9.5％、10％或10.5％等。
10、优选地，所述铝的质量分数为4.5～6.5％，例如：4.5％、5％、5.5％、6％或6.5％等。
11、优选地，所述铁的质量分数为83～87％，例如：83％、84％、85％、86％或87％等。
12、优选地，步骤(1)所述铁硅铝软磁合金粉在预退火前过120目筛。
13、优选地，所述铁硅铝软磁合金粉在预退火后分筛出-120目、-120～-325目和-325目的粉料，将三种不同粒径分布的粉料进行混合均匀，其中，-120目的粉料占总体粉料质量的5～10％，-120～-325目占总体粉料质量的45～55％，余量的为-325目的粉料。
14、优选地，步骤(1)所述预退火处理的温度为750～850℃，例如：750℃、780℃、800℃、820℃或850℃等。
15、优选地，步骤(1)所述预退火处理的时间为1～3h，例如：1h、1.5h、2h、2.5h或3h等。
16、优选地，步骤(2)所述金属盐包括mg、sr或y的硝酸盐、磷酸盐或碳酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
17、优选地，步骤(2)所述溶剂包括去离子水。
18、优选地，步骤(2)所述硼酸和溶剂的质量比为1:(8～10)，例如：1:8、1:8.5、1:9、1:9.5或1:10等。
19、优选地，步骤(2)所述硼酸和铁硅铝软磁合金粉的质量比为(1～5):100，例如：1:100、2:100、3:100、4:100或5:100等。
20、优选地，步骤(2)所述金属盐中金属离子的质量为铁硅铝软磁合金粉质量的20～60ppm，例如：20ppm、30ppm、40ppm、50ppm或60ppm等。
21、优选地，步骤(2)所述搅拌的时间为30～60min，例如：30min、35min、40min、45min、50min或60min等。
22、优选地，步骤(2)所述搅拌后进行干燥。
23、优选地，所述干燥的温度为100～120℃，例如：100℃、105℃、110℃、115℃或120℃等。
24、优选地，步骤(3)所述纳米介质陶瓷粉料包括纳米锆钛酸钡钙粉料和/或纳米锆钛酸钡粉料。
25、优选地，步骤(3)所述纳米介质陶瓷粉料的平均粒径为30～100nm，例如：30nm、50nm、80nm、90nm或100nm等。
26、优选地，步骤(3)所述纳米介质陶瓷粉料和凹凸棒土的质量比为(4～8):1，例如：4:1、5:1、6:1、7:1或8:1等。
27、优选地，步骤(3)所述悬浊液的固含量为1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁硅铝磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁硅铝软磁合金粉中硅的质量分数为8.5～10.5％；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁硅铝软磁合金粉在预退火前过120目筛；
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述金属盐包括Mg、Sr或Y的硝酸盐、磷酸盐或碳酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的时间为30～60min；
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述纳米介质陶瓷粉料包括纳米锆钛酸钡钙粉料和/或纳米锆钛酸钡粉料；
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述悬浊液的固含量为10～15％；
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述硬脂酸锌与铁硅铝软磁合金粉的质量比为(0.5～1):100；
10.一种如权利要求9所述铁硅铝磁粉芯的应用，其特征在于，所述铁硅铝磁粉芯用于开关电源变压器磁芯、功率校正器、高频功率滤波器、不间断电源或储能滤波电感器中的任意一种或至少两种的组合。
...【技术特征摘要】
1.一种铁硅铝磁粉芯的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁硅铝软磁合金粉中硅的质量分数为8.5～10.5％；
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁硅铝软磁合金粉在预退火前过120目筛；
4.如权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述金属盐包括mg、sr或y的硝酸盐、磷酸盐或碳酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的时间为30～60min；
6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雷杰，於扬栋，卢杨斌，楼凯，余昊康，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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