一种磁芯用硅合陶瓷材料、磁芯、磁性装置和制备方法与流程

本发明涉及磁性器件和磁芯，尤其涉及一种磁芯用硅合陶瓷材料、磁芯、磁性装置和制备方法。

背景技术：

1、随着各种设备向功能化高、体积小、质量轻、成本低方向发展，传统的非晶纳米晶已经不能满足对小型化、高饱和电流强度、高频率功率的需求，软磁合金随着bs的升高、矫顽力和损耗也会升高，由于磁芯损耗随着频率的升高而不断地升高。随着电气设备的高频化趋势，对磁元件的高频化要求越来越高尤其是高频下的耐电压特性如果层间不绝缘或者材料耐压较低会造成层间导通容易击穿带材或者烧坏磁芯，因此磁芯内层与层间绝缘耐压变得越来越迫切更能代替通过侵漆才能达到的效果减少成本及绿色环保。有的专利是单层涂覆绝缘层，但是厚度不容易控制尤其是磁芯的叠片系数会变小从而导致磁导率下降严重。中国专利200380110223.3提出了利用聚酞胺或聚酞亚胺类树脂涂覆未定形金属磁性合金条带或晶体磁性合金条带，该方法是在非晶带材表面涂覆树脂，把非晶带材卷绕成磁芯后，再进行后续的热处理。该专利主要应用于铁基非晶软磁合金带材。但是由于涂层材料为一般的有机树脂，难以耐受400℃以上的高温，对于热处理温度400℃以上非晶、纳米晶带材并不适用。因此，提高高频下的耐电压击穿能力和降低纳米晶剩磁、矫顽力和损耗尤其是高频下的涡流损耗成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、基于上述内容，本发明提供一种磁芯用硅合陶瓷材料、磁芯、磁性装置和制备方法，旨在解决现有技术耐电压击穿能力低、温度耐受低等技术问题。

2、一种磁芯用硅合陶瓷材料，硅合陶瓷材料包括组分：纳米绝缘颗粒、硅烷、有机酸、助剂以及溶剂；

3、其中，纳米绝缘颗粒的质量百分比为10～25％；

4、硅烷的质量百分比为20～30％；

5、有机酸的质量百分比为1～5％；

6、助剂的质量百分比为1～4％。

7、进一步的，纳米绝缘颗粒包括纳米硫酸钡、纳米碳酸钡、纳米二氧化硅、纳米氧化镁、纳米α-三氧化二铝、纳米二氧化钛、玻璃纤维氮化物陶瓷粉末、碳化物陶瓷粉末、硼化物陶瓷粉末和金属氧化物陶瓷粉末中的至少一种。

8、进一步的，硅烷包括硅酸酯、甲基硅烷、环氧基硅烷、乙基硅烷中的至少一种。

9、进一步的，溶剂为二乙二醇丁醚、或正辛醇、或乙醇、或甲醇、或水。

10、进一步的，有机酸为冰醋酸、苹果酸、酒石酸中的至少一种。

11、进一步的，助剂包括分散剂。

12、进一步的，助剂还包括流平剂。

13、一种磁芯，沉积有硅合陶瓷薄膜的非晶纳米晶形成，硅合陶瓷薄膜由前述的一种磁芯用硅合陶瓷材料形成。

14、一种磁性装置，使用前述的一种磁芯。

15、一种磁芯的制备方法，使用前述的一种磁芯用硅合陶瓷材料，包括如下步骤：

16、步骤a1，在非晶纳米晶上形成硅合陶瓷薄膜，硅合陶瓷薄膜由硅合陶瓷材料形成；

17、步骤a2，将沉积有硅合陶瓷薄膜的非晶纳米晶卷绕成磁环；

18、步骤a3，将磁环经过处理形成磁芯。

19、本发明的有益技术效果在于：通过制备的由纳米绝缘颗粒、硅烷、有机酸、助剂以及溶剂形成的溶液涂覆非晶纳米晶上来制作磁芯，提高层间耐压特性和降低损耗而不影响磁芯的磁导率，通过有机硅胶树脂和高温绝缘颗粒固化后形成耐高温层，硅胶拥有优异的绝缘耐压特性再加上耐高温绝缘颗粒的加持，进一步提高了磁环磁抗击穿电压特性又降低了本身磁损耗，在高脉冲电压冲击下全频阻抗变化较小。又能耐高温进一步提高纳米晶磁芯高频应用的范围。

技术特征：

1.一种磁芯用硅合陶瓷材料，其特征在于，所述硅合陶瓷材料包括组分：纳米绝缘颗粒、硅烷、有机酸、助剂以及溶剂；

2.如权利要求1所述的一种磁芯用硅合陶瓷材料，其特征在于，所述纳米绝缘颗粒包括纳米硫酸钡、纳米碳酸钡、纳米二氧化硅、纳米氧化镁、纳米α-三氧化二铝、纳米二氧化钛、玻璃纤维氮化物陶瓷粉末、碳化物陶瓷粉末、硼化物陶瓷粉末和金属氧化物陶瓷粉末中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种磁芯用硅合陶瓷材料，其特征在于，所述硅烷包括硅酸酯、甲基硅烷、环氧基硅烷、乙基硅烷中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种磁芯用硅合陶瓷材料，其特征在于，所述溶剂为二乙二醇丁醚、或正辛醇、或乙醇、或甲醇、或水。

5.如权利要求1所述的一种磁芯用硅合陶瓷材料，其特征在于，所述有机酸为冰醋酸、苹果酸、酒石酸中的至少一种。

6.如权利要求1所述的一种磁芯用硅合陶瓷材料，其特征在于，所述助剂包括分散剂。

7.如权利要求1所述的一种磁芯用硅合陶瓷材料，其特征在于，所述助剂还包括流平剂。

8.一种磁芯，其特征在于，由沉积有硅合陶瓷薄膜的非晶纳米晶形成，所述硅合陶瓷薄膜由如权利要求1-7任意一项所述的一种磁芯用硅合陶瓷材料形成。

9.一种磁性装置，其特征在于，使用如权利要求8所述的一种磁芯。

10.一种磁芯的制备方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任意一项所述的一种磁芯用硅合陶瓷材料，包括如下步骤：

技术总结本发明提供一种磁芯用硅合陶瓷材料、磁芯、磁性装置和制备方法，硅合陶瓷材料包括组分：纳米绝缘颗粒、硅烷、有机酸、助剂以及溶剂；其中，纳米绝缘颗粒的质量百分比为10～25％；硅烷的质量百分比为20～30％；有机酸的质量百分比为1～5％；助剂的质量百分比为1～4％。优异的绝缘耐压特性再加上耐高温绝缘颗粒的加持，进一步提高了磁环磁抗击穿电压特性又降低了本身磁损耗，在高脉冲电压冲击下全频阻抗变化较小。又能耐高温进一步提高纳米晶磁芯高频应用的范围。技术研发人员：郭海,霍利山受保护的技术使用者：宁波中益赛威新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13