一種高直流偏置特性鐵硅鋁磁粉芯的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高直流偏置特性鐵硅鋁磁粉芯的制備方法，它包含以下步驟：它包含以下步驟：（1）配制粉芯粉末：將低硬度塑性金屬粉末摻到鐵硅鋁金屬粉末中；（2）鈍化處理：在配制好粉芯粉末中加入鈍化劑進行鈍化處理；（3）壓制成型：在鈍化處理過后的混合金屬粉末中先后加入粘結劑、絕緣劑、潤滑劑，然后壓制成型；（4）熱處理：壓制成型的鐵硅鋁磁粉芯在600-700℃進行退火處理0.5-2小時。本發明專利技術的有益效果是：從粉芯粉末配方上進行了改進，提高了鐵硅鋁磁粉芯的密度并改善氣隙分布的均勻性，從而改善了鐵硅鋁磁粉芯直流偏置特性，解決了常規鐵硅鋁磁粉芯在無法滿足在低損耗、高直流偏置特性條件下工作的難題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于電子信息材料
技術背景現代開關電源由于較高的能量轉換效率及較高的穩定性等原因而被廣泛應用于各種有源電器，例如電腦、LED電視、通訊硬件、家用電器等。可以說，它已經成為現代生活和生產不可或缺的關鍵設備。其效率之所以高，一方面在于金屬氧化物半導體場效應晶體管的廣泛使用，從而減小了傳統開關器件在“開”和“關”兩種狀態改變時以及電慣性引起的電能損耗；另一重要原因在于電容和電感有效的共同使用，使得能量可有效在電路中傳遞。電容和電感是電抗元件，具有獨特的儲能作用，其本身不會像電阻元件那樣消耗能量，因而是現代開關電源必須的組成部分。其中，電感作為功率因數校正電感、輸出濾波電感、諧振電感、EMI電感等在相關電源中起到關鍵作用；但是，在實際使用過程中由于磁性材料不可避免地存在磁滯損耗、高頻率下的渦流損耗以及銅損等能量損失，造成電感或多或少引起能量轉遞損耗。因此研究如何減少這種不可避免的損耗對于開關電源是非常關鍵且必要的；相關的實踐數據證明開關電源的使用溫度每提高10°C，開關電源的壽命減少50%。另外，電感在工作狀態下存在直流偏置問題，因此研究如何提高這種抗直流偏置能力對于開關電源是非常關鍵且必要的。電感主要分為差模電感和共模電感，常用的差模電感有坡莫合金磁粉芯、鐵粉芯及鐵硅鋁磁粉芯等。鐵粉芯具有較高的直流偏置能力，但是損耗很高，只適于在較低頻率下工作；坡莫合金通過調整成份可獲得兩種磁粉芯，一種為MPP，另一種為HighFlux，分別具有高頻低損耗和高飽和磁感應強度的特征，昂貴的價格使其只適用于要求較高的設備中使用。鐵硅鋁磁粉芯具有優秀的性價比，但是其抗直流偏置能力與HighFlux和鐵硅磁粉芯相比有較大的差距，而這又隨著器件小型化的迫切要求更顯得矛盾突出。因此市場上出現了鐵硅磁粉芯，其飽和磁感應強度達到I. 65T，比HighFlux磁粉芯略高，損耗1800mW/ OB5 (100kHz, O. IT 條件下測試)，比 HighFlux 磁粉芯的 IOOOmff/ cw3 (IOOkHz, O. IT 條件下測試)略有增加，但是其低廉的價格使其馬上成為市場的主流產品之一。但是相比鐵硅鋁磁粉芯600 mff/ CJW3 (100kHz,0. IT條件下測試)左右的損耗，其發熱的問題仍有待改善。因此，提聞鐵娃招磁粉芯的抗直流偏置特性具有很聞的現實意義及價值，可有效擴展鐵娃招磁粉芯的應用范圍，例如光伏逆變器的輸入電感、各種開關電源的輸出濾波電感等。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，能解決常規鐵硅鋁磁粉芯在無法滿足在低損耗、高直流偏置特性條件下工作的難題。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的，它包含以下步驟(1)配制粉芯粉末將低硬度塑性金屬粉末摻到鐵硅鋁金屬粉末中，使金屬粉末均勻分布在鐵硅鋁粉末中，其中，鐵硅鋁金屬粉末和低硬度塑性金屬粉末按照重量比100 0. 05-3 來進行配制；(2)鈍化處理在配制好粉芯粉末中加入鈍化劑進行鈍化處理，鈍化劑的用量為粉芯粉末重量的O. 001%-0. 1% ；(3)壓制成型在鈍化處理過后的混合金屬粉末中先后加入粘結劑、絕緣劑、潤滑劑，然后在800MPa-1750MPa的壓強下壓制成型，粘結劑的用量為粉芯粉末重量的O. 5%-1. 0%，絕緣劑的用量為粉芯粉末重量的O. 5%-2. 0%，潤滑劑的用用量為粉芯粉末重量的O. 5%-1. 0% ；(4)熱處理壓制成型的鐵硅鋁磁粉芯在600-700°C進行退火處理O.5-2小時，即得到具有高直流偏置特性的鐵硅鋁磁粉芯。所述的低硬度塑性金屬粉末為鐵粉或坡莫合金粉末的一種或兩種粉末的混合物， 粉末形貌為扁平狀，平面寬度在20-100um，厚度在l-5um，表面氧含量低于lOOOppm。所述的鈍化劑為磷酸稀釋液，其制作方法為首先在電子天平上稱量磷酸的重量， 然后在磷酸中加入為磷酸重量10倍以上的稀釋劑均勻混合，其中，稀釋劑為酒精、水或酒精與水的混合液。所述的粘結劑為環氧樹脂粉末或溶液。所述的絕緣劑為云母粉或高嶺土陶瓷粉末。所述的潤滑劑為硬脂酸鋅粉末。本專利技術在此基礎上從粉末配方上進行了改進，以提高鐵硅鋁磁粉芯的密度并改善氣隙分布的均勻性，從而改善鐵硅鋁磁粉芯直流偏置特性。本專利技術對通過摻雜微量硬度低、塑性優異的金屬粉末到鐵硅鋁金屬粉末中，使其均勻分布在鐵硅鋁粉末周圍以及鐵硅鋁粉末之間，當粉末成型壓制時該添加金屬粉末首先受到壓力作用并產生位移及變形；在粉末進一步壓力成型過程時粉芯密度將進一步提高， 因此金屬粉末之間由于接觸面積小而產生局部應力集中，這是造成鐵硅鋁磁粉芯成型壓制后磁導率低、損耗高的主要原因，通過鐵硅鋁粉末之間存在的塑性金屬粉末可有效消除鐵硅鋁粉末之間的應力集中現象；另外，該添加金屬粉末通過變形及位移可將周圍的鐵硅鋁粉末沿著阻力最小的路徑移動，從而實現粉末堆垛的最佳結構并提高磁粉芯密度，通過以上過程的發生，最終獲得的分布氣隙具有氣隙尺寸浮動范圍窄、氣隙分布均勻的特征，因此可有效改善磁性粉末在磁化過程的不同步問題，從而改善鐵硅鋁磁粉芯的直流偏置特性。本專利技術的有益效果在于從粉芯粉末配方上進行了改進，提高了鐵硅鋁磁粉芯的密度并改善氣隙分布的均勻性，從而改善了鐵硅鋁磁粉芯直流偏置特性，解決了常規鐵硅鋁磁粉芯在無法滿足在低損耗、高直流偏置特性條件下工作的難題。具體實施方式下面結合實施例進一步描述本專利技術的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。實施例I，它包含以下步驟(1)配制粉芯粉末將低硬度塑性金屬粉末摻到鐵硅鋁金屬粉末中，使金屬粉末均勻分布在鐵硅鋁粉末中，其中，鐵硅鋁金屬粉末和低硬度塑性金屬粉末按照重量比100 1來進行配制，取-200目鐵娃招金屬粉末500g,低硬度塑性金屬粉末5g ;(2)鈍化處理在配制好粉芯粉末中加入鈍化劑進行鈍化處理，鈍化劑的用量為粉芯粉末重量的O. 1% ；(3)壓制成型在鈍化處理過后的混合金屬粉末中先后加入粘結劑、絕緣劑、潤滑劑，然后在1750MPa的壓強下壓制成型，粘結劑的用量為粉芯粉末重量的O. 5%，絕緣劑的用量為粉芯粉末重量的O. 8%，潤滑劑的用用量為粉芯粉末重量的I. 0% ；(4)熱處理壓制成型的鐵硅鋁磁粉芯在650°C進行退火處理I小時，即得到具有高直流偏置特性的鐵硅鋁磁粉芯。所述的低硬度塑性金屬粉末為坡莫合金粉末，粉末形貌為扁平狀，平面寬度在 20um,厚度在5um,表面氧含量為500ppm。所述的鈍化劑為磷酸稀釋液，其制作方法為首先在電子天平上稱量磷酸的重量， 然后在磷酸中加入為磷酸重量11倍的稀釋劑均勻混合，其中，稀釋劑為酒精。所述的粘結劑為環氧樹脂粉末。所述的絕緣劑為云母粉。所述的潤滑劑為硬脂酸鋅粉末。所述的鐵硅鋁金屬粉末顆粒大小為-200目。實施例2，它包含以下步驟(1)配制粉芯粉末將低硬度塑性金屬粉末摻到鐵硅鋁金屬粉末中，使金屬粉末均勻分布在鐵硅鋁粉末中，其中，鐵硅鋁金屬粉末和低硬度塑性金屬粉末按照重量比100 1來進行配制，取-200目鐵娃招金屬粉末500g,低硬度塑性金屬粉末5g ;(2)鈍化處理在配制好粉芯粉末中加入鈍化劑進行鈍化處理，鈍化劑的用量為粉芯粉末重量的O. 1% ；(3)壓制成型在鈍化處理過后的混合金屬粉末中先后加入粘結劑、絕緣劑、潤本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高直流偏置特性鐵硅鋁磁粉芯的制備方法，其特征在于：它包含以下步驟：（1）配制粉芯粉末：將低硬度塑性金屬粉末摻到鐵硅鋁金屬粉末中，使金屬粉末均勻分布在鐵硅鋁粉末中，其中，鐵硅鋁金屬粉末和低硬度塑性金屬粉末按照重量比100：0.05?3來進行配制；（2）鈍化處理：在配制好粉芯粉末中加入鈍化劑進行鈍化處理，鈍化劑的用量為粉芯粉末重量的0.001%?0.1%；（3）壓制成型：在鈍化處理過后的混合金屬粉末中先后加入粘結劑、絕緣劑、潤滑劑，然后在800MPa?1750MPa的壓強下壓制成型，粘結劑的用量為粉芯粉末重量的0.5%?1.0%，絕緣劑的用量為粉芯粉末重量的0.5%?2.0%，潤滑劑的用用量為粉芯粉末重量的0.5%?1.0%；（4）熱處理：壓制成型的鐵硅鋁磁粉芯在600?700℃進行退火處理0.5?2小時，即得到具有高直流偏置特性的鐵硅鋁磁粉芯。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭峰，汪民，
申請(專利權)人：廣州市德瓏電子器件有限公司，
類型：發明
國別省市：