一种复合软磁材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种复合软磁材料及其制备方法，属于磁性材料制备技术领域。
【背景技术】
[0002] 由铁磁性金属粉末与绝缘介质混合而成的复合软磁材料，由于磁粉粒度小，且被 绝缘介质均匀隔开，满流损耗小，可适用于较高频率，该类材料由于具有较高的磁导率和较 低的损耗，因此可W用来设计和生产各类高性能的电子元器件，如电感器、滤波器和互感器 等，广泛应用于电子通讯、开关电源等领域。
[0003] 利用金属粉末和绝缘介质混合制备各类软磁材料的方法有很多，例如专利公开号 为CN100541678C公开了一种磁导率为125的铁娃侣粉忍的制造方法，采用将-150~+400目 的粗粉和-400目的细粉混合，然后经过赔炒、冷却、压制成型和热处理的工艺方法，制备出 磁导率为125的磁粉忍产品。专利公开号CN103730224A公开了一种具有超高磁导率的铁基 非晶磁粉忍的制备方法，利用热处理、破碎、筛分的方法制备出不同粒度的粉体，然后将粗 粉和细粉混合，再采用纯化剂、偶联剂、绝缘剂和粘结剂、润滑剂对混合粉进行纯化、偶联、 绝缘包覆、润滑处理，然后压制成型，最后进行热处理，制备出磁导率达到200的磁粉忍。
[0004] 上述公开的专利中所阐述的技术和方法，都是利用金属粉末和绝缘介质混合，但 都要经过纯化、绝缘、粘结、润滑等工艺过程，使得生产工艺过程十分复杂，同时在成型过程 中必须经过较大的压力（大于20t/cm2)压制后产品才能成型。如何能够采用简单的工艺过 程，较小的压力或不用加压的方式，便能够制备出超高磁导率产品的方法，是科研工作者们 需要解决的技术难题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种复合软磁材料，该材料具有 较高且可调的材料磁导率。
[0006] 本发明的目的之二在于提供一种上述复合软磁材料的制备方法，该方法借助非晶 带材或纳米晶带材鱗片化破碎，W及绝缘化处理，实现了非晶/纳米晶鱗片的层状搭接（即 搭接而成的层状结构)和规则排列，从而使鱗片具有定向取向性，从而使本发明的复合软磁 材料具有优异磁学性能。因此可W用来制备各类高性能的电感磁忍产品，并且还应用于无 线充电领域，用于制备各类导磁片、隔磁片等，同时还能够用于电磁屏蔽领域，用于制备高 性能的电磁屏蔽片，W及电磁加热领域，用于制备高效电磁炉、IH加热电饭優等产品。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用W下技术方案：
[000引一种复合软磁材料，具有由绝缘包覆的非晶和/或纳米晶鱗片搭接而成的层状结 构，所述复合软磁材料的磁导率范围为100-1000(比如150、200、300、500、700、800、900、 950)。
[0009]上述复合软磁材料，作为一种优选实施方式，各个所述鱗片的粒度为〇.l-5mm(比 女日0.3mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、4.8mm)，厚度为 14-30μηι (比如 15μηι、18μηι、2Ιμηι、24μηι、26μηι、28μηι、29μηι)。
[0010] 上述复合软磁材料，作为一种优选实施方式，所述鱗片是由非晶带材或者纳米晶 带材经过热处理和破碎处理制备而成;更优选地，所述非晶带材的成分为化、Si和B，所述纳 米晶带材的成分至少包含化、化、佩、Si和B五种元素。
[0011] -种上述复合软磁材料的制备方法，具体包括如下步骤：
[0012] 原料预处理步骤，将非晶/纳米晶带材经破碎处理和热处理制成所述非晶或纳米 晶鱗片；
[0013] 绝缘包覆和预成型步骤，先用稀释剂按一定比例将包覆剂稀释，再用稀释后的所 述包覆剂对所述鱗片进行绝缘包覆和预成型处理，得到绝缘包覆中间材料；
[0014] 压制步骤，将所述绝缘包覆中间材料进行压制处理，最终得到所述复合软磁材料。
[0015] 上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述绝缘包覆和预成型处理包括如下 具体步骤:首先将稀释后的包覆剂与所述鱗片混合制成浆料，再将所述浆料进行取向涂布 处理，最后经烘干处理制得薄片，即所述绝缘包覆中间材料;所述压制步骤为将单层或多层 所述薄片经过压制，最终得到所述复合软磁材料。在涂布过程中可W通过加磁场控制鱗片 取向，在烘干过程中稀释剂蒸发，包覆剂包覆在鱗片表面，该过程实现了鱗片表面绝缘并取 向排列；压制步骤可W提高材料密度和厚度，压制可W在常溫或高溫下进行。相对而言，鱗 片用量越高，产品磁导率越高，包覆剂的比例越高，鱗片的包覆效果会越好，产品损耗越低。
[0016] 上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述绝缘包覆和预成型处理包括如下 具体步骤:先将所述鱗片平铺成具有一定厚度并具有层状结构的预制体，再用所述稀释后 的包覆剂对所述预制体进行浸润处理，最后经烘干处理制得所述绝缘包覆中间材料;所述 压制步骤为将所述绝缘包覆中间材料直接压制成型最终得到所述复合软磁材料;更优选 地，所述压制步骤与所述烘干处理同时进行。
[0017] 上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述烘干处理的溫度为80-180°C (比如 90°C、100°C、120°C、140°C、160°C、170°C)，烘干处理的时间为30-240min(比如40min、 60min、90min、120min、150min、180min、210min、230min);所述压制的压力为0-10吨/cm2(；比 女曰0.5吨/cm2、1 吨/cm2、2吨/cm2、3吨/cm2、5吨/cm2、7吨/cm2、9吨/cm2、9.5吨/cm2)。
[0018] 上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述包覆剂可W是有机或无机的各类 粘结剂，更优选地，所述包覆剂为聚氨醋类、环氧类和聚酷亚胺类胶中的至少一种;所述稀 释剂是酒精、丙酬、下酬、乙酸乙醋和N-甲基化咯烧酬中的至少一种。
[0019] 上述制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述绝缘包覆和预成型步骤中，所述 包覆剂与所述稀释剂的重量比为1:1-100(比如1:5、1:10、1:20、1:40、1:60、1:80、1:90、1: 95);所述鱗片与所述包覆剂的质量比为1-5:1(比如1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、 4.5:1)。
[0020] 上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述原料预处理步骤中，所述热处理的 溫度为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，所述热处理的时间为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] 上述制备方法中，作为一种优选实施方式，在所述压制步骤后还包括表面保护处 理步骤，所述表面保护处理是利用喷涂、喷漆、黏贴保护膜等方法在复合软磁材料表面形成 保护层;更优选地，所述保护层的材质是酪醒类、环氧类材质的一种或几种。
[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0023] 在本发明中，借助非晶或纳米晶超薄带材的优势，将其破碎成100ym-5mm的带材鱗 片，通过工艺控制鱗片粒度在某一区间内，可W有效控制材料的磁导率，通过包覆粘结作用 可W将每个小的鱗片均匀地包裹一层绝缘层，搭接而成的层状结构使软磁材料具有优异磁 导率性能。
[0024] 本发明提供了两种制备本发明的新型复合软磁材料的方法，利用本发明的制备方 法可W使本发明的新型复合软磁材料具有材料磁导率可调、层状结构明显、绝缘处理简单 和操作方便等特点。选用独特的包覆粘结剂，能够在鱗片表面形成一层有效的包覆层，同时 由于鱗片在固化过程中，不需要滑动，因此不需要纯化剂、绝缘剂、润滑剂等。相对于金属粉 末而言，本发明采用鱗片制备软磁材料无需较大压