一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106601417A(43)申请公布日2017.04.26(21)申请号201611221258.X(22)申请日2016.12.26(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市花山区湖东路59号申请人武汉科技大学(72)发明人吴朝阳李光强樊希安李杰王万林许坤(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人蒋海军胡锋锋(51)Int.Cl.H01F1/147(2006.01)H01F1/20(2006.01)B22F1/02(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯及其制备方法，属于铁硅软磁复合铁芯技术领域。本发明的复合铁芯的制备方法，其步骤为：将90～98wt％的铁硅合金粉末和2～10wt％的硅粉混合均匀，先在惰性气体保护下于800～1150℃保温1～4h；然后在氧化气氛下于500～900℃热处理0.5～6h，即得表面氧化的铁硅合金复合粉末；将95～98wt％的表面氧化的铁硅合金复合粉末和2～5wt％的无机氧化物粉末混合均匀，球磨1～10h，压制成型；最后在950～1300℃下烧结1～20h，随炉冷却，即得核壳结构铁硅软磁复合铁芯。本发明的制备方法工艺简单，效率高，成本低，所得复合铁芯的饱和磁感应强度和磁导率较高、铁损较低，且其机械强度更好、热稳定性更高、使用寿命更长。CN106601417ACN106601417A权利要求书1/1页1.一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯，其特征在于：该复合铁芯为以铁硅合金粉末为核、硅酸盐绝缘层为壳的核壳结构，且铁硅合金粉末颗粒之间通过硅酸盐绝缘层进行隔离。2.根据权利要求1所述的一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯，其特征在于：所述的硅酸盐绝缘层为MgSiO3、CaSiO3或Al2(SiO3)3中的一种或一种以上的组合。3.根据权利要求1或2所述的一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯，其特征在于：所述核壳结构铁硅软磁复合铁芯的饱和磁感应强度为167～181emu/g，相对磁导率μ(f＝100kHz,0.3V)为110.7～151.3，铁损P10/1k为15.4～26.3W/kg，P1/10k为6.8～11.4W/kg，P0.5/20k为3.8～8.4W/kg。4.一种如权利要求1-3中任一项所述的核壳结构铁硅软磁复合铁芯的制备方法，其特征在于：先对铁硅合金粉末表面进行渗硅处理，然后经氧化后形成一层SiO2膜，之后将氧化后的铁硅合金粉末与无机氧化物一起进行高温烧结，即得核壳结构的铁硅软磁复合铁芯。5.根据权利要求4所述的一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：步骤一、将铁硅合金粉末和硅粉混合均匀，在惰性气体保护下对铁硅合金粉末进行渗硅热处理，然后将渗硅后的铁硅合金粉末置于氧化气氛下进行氧化处理，得到表面氧化的铁硅合金复合粉末；步骤二、将表面氧化的铁硅合金复合粉末和无机氧化物粉末混合均匀，然后在惰性气体保护下进行球磨1～10h，制得具有核壳结构的铁硅合金复合粉末；步骤三、将具有核壳结构的铁硅合金复合粉末在100～1000Mpa的压强下压制成坯，再将压坯置于烧结炉内于950～1300℃下烧结1～15h，并随炉冷却至室温，即得核壳结构的铁硅软磁复合铁芯。6.根据权利要求5所述的一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤一中铁硅合金粉末和硅粉的质量百分比含量分别为90～98％、2～10％，且铁硅合金粉末的粒径小于150μm，该铁硅合金粉末的Si含量为0.5～10wt％，所述硅粉的粒径小于5μm。7.根据权利要求5或6所述的一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤一中将铁硅合金粉末和硅粉组成的混合粉末置于800～1150℃下保温1～4h，从而对铁硅合金粉末进行渗硅处理，其氧化处理的温度为500～900℃，保温时间为0.5～6h，之后随炉冷却至室温，即得表面氧化的铁硅合金复合粉末。8.根据权利要求7所述的一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的无机氧化物粉末为MgO粉末、CaO粉末和Al2O3粉末中的一种或一种以上的组合，其粒径小于1μm，且表面氧化的铁硅合金复合粉末与无机氧化物粉末的质量百分比含量分别为95～98％、2～5％。9.根据权利要求8所述的一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤一中渗硅处理时的惰性气体采用氮气或氩气，氧化处理时的氧化气氛采用空气或氧气。10.根据权利要求8所述的一种核壳结构铁硅软磁复合铁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤二中球磨时的球料质量比为(10～30)︰1，球磨机的转速为