一种铁基软磁复合材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115910581A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202110995941.3(22)申请日2021.08.27(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人陆伟王韬磊(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219专利代理师高燕许亦琳(51)Int.Cl.H01F41/02(2006.01)H01F1/14(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种铁基软磁复合材料及其制备方法(57)摘要本发明属于软磁复合材料技术领域，具体涉及一种铁基软磁复合材料及其制备方法。一种铁基软磁复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)磷酸水溶液与铁粉反应获得改性铁粉；2)所述改性铁粉与氧化锆凝胶混合，煅烧，得到所述铁基软磁复合材料。本申请通过溶胶凝胶法与后续的热处理工艺，获得核壳结构的磷酸盐‑纳米二氧化锆双层包覆铁粉的软磁复合材料。同时，通过调整二氧化锆的添加量以及后续热处理工艺，有效降低了涡流损耗，并有效避免了磁损耗的大幅上升。CN115910581ACN115910581A权利要求书1/1页1.一种铁基软磁复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)磷酸水溶液与铁粉反应获得改性铁粉；2)所述改性铁粉与氧化锆凝胶混合，煅烧，得到所述铁基软磁复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸水溶液的浓度为0.1～0.5wt％；和/或，所述铁粉与磷酸水溶液的质量体积比为(1～5)g:1mL；和/或，所述反应温度为50～100℃；反应至水分蒸发完全；和/或，所述铁粉选自水雾化铁粉，铁粉纯度＞99.7％，粒度为50μm～200μm，松装密度为2.5～3.0g/cm3。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为600～900℃；和/或，所述煅烧的时间为60～120min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性铁粉与氧化锆凝胶的质量比为(10～50)：1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化锆凝胶的制备方法为：氨水与氯氧化锆的水溶液进行反应，烧结，获得所述氧化锆凝胶。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为50～90℃；和/或，所述反应的时间为1～6h；和/或，所述烧结的温度为400～800℃；和/或，所述烧结的时间为30～120min；和/或，所述烧结在保护气氛中进行。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述氯氧化锆的水溶液的浓度为0.2～3mol/L；和/或，所述氯氧化锆与氨水的质量体积比为(1～10)g：1mL。8.根据权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备的铁基软磁复合材料。9.根据权利要求8所述的铁基软磁复合材料，其特征在于，所述铁基软磁复合材料包括铁粉和二氧化锆；以铁基软磁复合材料的总质量为基准计，二氧化锆的质量百分数为0.5～4％。10.根据权利要求8所述的铁基软磁复合材料，其特征在于，所述铁基软磁复合材料的振幅磁导率为40～90，比总损耗为0.1～20w/kg。2CN115910581A说明书1/5页一种铁基软磁复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于软磁复合材料技术领域，具体涉及一种铁基软磁复合材料及其制备方法。背景技术[0002]近年来，对于高性能铁基软磁复合材料的需求逐步增加。铁基软磁复合材料可以应用于汽车的定转子，有效提高电机的效率。在这些铁基软磁复合材料中，磷化铁粉具有优异的性能，因此也被广泛应用。然而，研究表明磷化物绝缘层会在高于500℃温度条件下发生分解，无法阻断器件内的环形涡流，恶化磁粉芯的性能。因此，具有高电阻率和更高耐热温度的氧化物无机包覆材料引起研究者的关注，ZrO2作为一种新型的金属氧化物包覆材料，关于ZrO2软磁复合材料的报道还较少，但是其同样凭借Zr原子和O原子之间强烈的Zr‑O原子共价键而具有很高的耐热性和电阻率。因此，SiO2和ZrO2可以作为优良的磷酸盐替代物。未经绝缘包覆的Fe粉制成的电机在高频环境下会存在很大的涡流损耗，产生大量的热，造成不必要的能量损耗并且会降低其磁性能，从而降低电机的使用效率。单一SiO2、ZrO2和磷化层绝缘层包覆的软磁复合材料所导致的较大涡流损耗仍会限制电机的应用。发明内容[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铁基软磁复合材料及其制备方法，用于解决现有技术中的问题。[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。[0005]本发明的目的之一在于提供一种铁基软磁复合材料的制备方法，包括如下步骤：[0006]1)磷酸水溶液与铁粉反应获得改性铁粉；[0007]2)所述