力,因选用的非晶/纳米晶材料的本身磁 导率高,同时鱗片的尺度较大(相对而言,颗粒尺寸越大,磁导率越高),因此无需较大的压 力便能够实现磁导率的要求。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明制备方法1的技术工艺流程图;
[00%]图2为本发明制备方法2的技术工艺流程图;
[0027] 图3为本发明复合软磁材料的剖面示意图;
[0028] 图4为本发明制备的复合软磁材料的剖面实物图;
[0029] 图5为本发明制备的复合软磁材料的微观实物图;
[0030] 图6为不同于本发明的其他方法制备的软磁材料的剖面图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图通过【具体实施方式】对本发明的技术方案进行详细说明。本发明中 "非晶/纳米晶鱗片"都表示"非晶和/或纳米晶鱗片"。
[0032] 本发明提供了一种新型复合软磁材料及其制备方法,该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。该软磁材料的制备方法1是先利用包覆剂和 稀释剂将非晶/纳米晶鱗片制备成浆料,再经过取向涂布、烘干等工艺制备成薄片,最后将 一层或多层薄片压制成一定厚度的复合软磁材料,具体技术工艺流程见图1;该软磁材料的 制备方法2是先将非晶/纳米晶鱗片按层状结构搭接成一定厚度,再利用包覆剂和稀释剂将 其浸润,最后经过烘干、压制等工艺制备成一定厚度的复合软磁材料,具体技术工艺流程见 图2。
[0033] 优选地,非晶或纳米晶鱗片是由非晶带材或者纳米晶带材经过热处理后再进行破 碎处理制备而成;非晶带材的成分为FeSiB,即上述Ξ种元素组成的非晶带材;纳米晶带材 的成分是至少包含化、化、Nb、Si和B五种元素。本发明提供的复合软磁材料的制备方法中采 用的非晶或纳米晶带材的生产制造方法为本领域常规生产方法,比如快速凝固法,在此不 再--寶述。
[0034] 热处理步骤中,优选地,非晶或纳米晶带材的热处理溫度范围是350-700°C,热处 理时间为60-240min。所述热处理过程可W在连续热处理炉、立式炉等中完成。带材的热处 理过程实现带材的脆化处理及性能提升。
[0035] 破碎处理步骤中,可W利用破碎机、粉碎机等设备对热处理后的非晶或纳米晶带 材进行破碎,并通过调节设备参数,如转速,选用不同的筛网控制鱗片的粒度范围为0.1- 5mm、厚度范围是14-30μπι,经过破碎后的带材可W利用筛分的方式将带材鱗片的粒度控制 的更加精确,通过鱗片尺寸及其配比可W控制材料的磁导率。此处的配比是指不同粒度的 鱗片按比例配置,在保证产品密度的情况下,鱗片粒度越大,磁导率越高,因此可W通过控 制粒度达到调节磁导率的目的,本发明制备的复合软磁材料的磁导率范围为100-1000。破 碎处理可W是在热处理过程之后,也可W是在热处理过程之前,当采用在热处理之前破碎 的工艺时,要先对带材进行脆化处理,然后再对带材进行破碎处理。也就是说,先将带材进 行脆化处理,然后将其进行破碎成鱗片,最后对鱗片进行热处理,提升材料性能,利用该方 法可W避免破碎过程中产生应力,有助于提高产品性能。所述脆化处理的溫度为300-350 °C,时间为30-120min。
[0036] 优选地,包覆剂可W是有机或无机的各类粘结剂,包括聚氨醋类、环氧类和聚酷亚 胺类胶中的一种或几种。
[0037] 优选地,稀释剂可W是酒精、丙酬、下酬、乙酸乙醋和N-甲基化咯烧酬中的一种或 多种。
[003引优选地,包覆剂与所述稀释剂的重量比为1:1-100。
[0039] 本发明提供的制备方法中通过调节所述包覆剂的种类获得刚性或弹性的复合软 磁材料,所述弹性的柔性复合软磁材料能够有效防止产品断裂,从而保证材料的性能稳定。
[0040] 优选地,制备方法1中绝缘包覆和预成型步骤W及压制步骤如下:首先利用N-甲基 化咯烧酬稀释剂按一定比例将聚酷亚胺类包覆剂稀释,再将稀释后的包覆剂与鱗片混合制 成浆料,然后并将浆料涂布,所述涂布过程中可W通过加磁场控制鱗片取向,使鱗片层状搭 接(即搭接成层状结构)排列;然后对涂布后的浆料进行烘干获得涂层状的薄片,所述烘干 处理的溫度优选为80-180°C,在烘干过程中所述稀释剂被完全蒸发,所述包覆剂包覆在鱗 片表面,该过程实现了鱗片表面绝缘并取向排列;最后,将单层或多层薄片经过压制提高材 料密度和厚度,压制处理可W在常溫或高溫下进行,压制处理的压力范围为0-10吨/cm2,本 发明中所用包覆剂同时具有粘结剂的作用,可W将鱗片粘结成整体,因此可W在很小的压 力甚至不施加压力的情况下成型;此外,上述制备成型的复合软磁材料可W利用喷涂、喷 漆、黏贴保护膜等方法对材料表面进行保护,所形成的保护层的材质可W是酪醒类、环氧类 材质的一种或几种。
[0041] 优选地,制备方法2中绝缘包覆步骤和压制步骤如下是:首先将鱗片筛分并撒落堆 积在模具或壳体中,制备成具有一定厚度、鱗片层状排列的预制体;再利用经过一定比例丙 酬稀释剂稀释后的环氧类包覆剂将预制体浸润,实现鱗片的绝缘包覆,使得每个鱗片都均 匀地包裹一层绝缘层,并自由搭接在一起;然后再将浸润后的预制体烘干得到绝缘包覆中 间材料,所述烘干处理的溫度优选为80-18(TC;最后,将烘干后的绝缘包覆中间材料压制成 型获得最终的复合软磁材料,压制处理的压力范围为0-10吨/cm2,压制处理也可W与烘干 处理同时进行。该方法中,材料为鱗片状粉体,鱗片的平面尺寸远远大于粉体立体尺度,是 扁平状的鱗片粉体,在撒落过程中鱗片将平铺到模具中从而实现层状搭接。包覆剂一方面 起到包覆绝缘作用,另一方面起到鱗片间的粘结作用;包覆剂浸润鱗片的过程可W是浸漆 包覆粘结、喷涂包覆粘结、喷雾包覆粘结等一种或多种方式的组合过程。此外,上述利用模 具制备成的复合软磁材料还可W利用喷涂、喷漆、黏贴保护膜等方法对材料表面进行保护, 所形成的保护层的材质可W是酪醒类、环氧类材质的一种或几种。
[0042] 下面通过附图及后述的详细说明,能够使本发明的新型复合软磁材料及其制备方 法特征及优点更加明确。
[0043] 本发明的制备方法1的主要技术工艺流程如图1所示,从S11至化18为本发明的制备 方法1的制备流程,流程包括非晶或纳米晶带材制造、非晶或纳米晶带材热处理、带材破碎 成鱗片、鱗片与包覆剂混合制备成浆料、浆料涂布处理、浆料烘干处理制备成薄片、单层或 多层薄片压制成型、材料表面保护处理等步骤。本发明的制备方法2的主要技术工艺流程如 图2所示,从S11到S18为本发明的制备方法2的制备流程,流程包括非晶或纳米晶带材制造、 非晶或纳米晶带材热处理、带材破碎成鱗片、鱗片撒落搭接成预制体、预制体包覆处理、预 制体烘干处理、预制体压制成型、材料表面保护处理等步骤。
[0044] 本发明复合软磁材料的剖面示意图如图3所示,经过热处理并破碎的非晶/纳米晶 鱗片31,按层状搭接排列在一起,包覆剂32包裹在非晶/纳米晶鱗片表面,并填充在鱗片31 之间的空隙中,经过烘干、压制成型,再利用喷涂方式在材料表面形成一层保护层33,最后 获得本发明的复合软磁材料。本发明复合软磁材料的实物剖面图如图4所示,产品的层状结 构非常明显,且层状结构是无数小的非晶/纳米晶鱗片通过搭接而成。对每个鱗片进一步分 析如图5所示,每个鱗片51的外部都完整地包裹有一层均匀的包覆绝缘层52。本发明的新型 复合软磁材料与传统方法制备的粉体类软磁材料具有明显差异,传统方法制备的粉体类软 磁材料的剖面图如图6所示,本发明的产品由鱗片构成的层状结构,且所有鱗片表面具有一 层均匀地包覆绝缘层,使得本发明的软磁材料具有磁导率可控的优异性能。
[0045] 实施例1-12
[0046] 实施例1-12为W本发明的制备方法2制备复合软磁材料,各实施例的具体工艺参 数参见表1。实施例1-12的原料均为非晶或纳米晶带材,其中非晶带材由Fe78Si泌i3(at.%) 合金形成,纳米晶带材由Fe?3.日Cm师3Sii3.日B9合金(at.%)形成,非晶带材的厚度为20皿,宽 度为142mm,