一种软磁复合材料磁性能调控方法、软磁复合材料及应用

本发明属于软磁材料制备与应用，更具体地，涉及一种软磁复合材料磁性能调控方法、软磁复合材料及应用。

背景技术：

1、软磁复合材料(smc)主要是由经过绝缘包覆的金属软磁粉末与粘结剂混合、模压成型和退火处理制备而成。

2、目前主流应用的金属软磁粉末种类有羰基铁粉、铁基非晶合金粉、fe-si合金粉、fe-si-al合金粉、fe-si-cr合金粉、fe-ni-mo合金粉、fe-ni合金粉等，每种粉末具备不同的应用特性和各自优势。例如，羰基铁粉具有高饱和磁化强度和高磁导率特点；铁基非晶合金粉电阻率相对较高，可以有效降低高频下的涡流损耗；fe-si合金粉具有良好的直流偏置特性，有利于提高磁性元件的饱和电流；fe-si-al合金粉具有较小的磁晶各向异性和磁致伸缩系数，有利于降低磁损耗；fe-si-cr合金粉中的cr元素可以提高材料的抗腐蚀性能等。不难理解，使用上述单一种类金属软磁粉末往往难以满足软磁复合材料(磁粉心)和磁性元件综合性能设计要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种软磁复合材料磁性能调控方法、软磁复合材料及应用，其目的在于通过对软磁复合材料磁性能进行调控，提高软磁复合材料的综合应用性能。

2、为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种软磁复合材料磁性能调控方法，包括：

3、将羰基铁粉、铁基非晶合金粉、fe-si合金粉、fe-si-al合金粉、fe-si-cr合金粉、fe-ni-mo合金粉、fe-ni合金粉中的两种或两种以上，按照质量比例进行混合，以调控基于混合软磁粉末所得的软磁复合材料的磁性能，得到满足所需磁性能的金属软磁复合材料；

4、其中，所述磁性能包括饱和磁化强度、有效磁导率、电阻率、直流偏置性能、磁损耗中的一项或多项。

5、进一步地，基于混合软磁粉末得到软磁复合材料，包括：

6、将所述混合软磁粉末通过粘结剂造粒，然后再依次经过模压成型、固化及退火处理后，得到所述软磁复合材料。

7、进一步地，将所述混合软磁粉末通过粘结剂造粒之前，还包括：

8、将所述混合软磁粉末进行表面包覆改性后，再进行粘结剂造粒。

9、进一步地，所述粘结剂为环氧树脂、有机硅树脂和酚醛树脂中的至少一种。

10、进一步地，所述粘结剂用量为所述混合软磁粉末质量的0.2％～8％。

11、进一步地，所述模压成型的成型压力为200mpa-2000mpa。

12、进一步地，所述固化及退火处理的温度为150℃～900℃。

13、按照本发明的第二方面，提供了一种软磁复合材料，所述软磁复合材料通过第一方面任一项所述的软磁复合材料磁性能调控方法调控得到。

14、按照本发明的第三方面，提供了一种软磁复合材料的应用，包括：将软磁复合材料用作金属磁粉心，或用作一体成型电感；其中，所述软磁复合材料为第二方面所述的软磁复合材料。

15、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

16、(1)本发明提供了一种软磁复合材料磁性能的调控思路与方法以获取所需的磁性能，本发明根据不同类型金属软磁粉末的本征磁性能，选择不同金属软磁粉末的种类和混合比例进行复配，以调控软磁复合材料的饱和磁化强度、有效磁导率、直流偏置性能、功率损耗等磁性能，进而获取所需的磁性能，能够满足软磁复合材料和磁性元件综合性能设计要求，提高了软磁复合材料的综合应用性能。

17、(2)本发明的软磁复合材料磁性能的调控方法，通过选择不同金属软磁粉末的种类和和混合比例，可以建立软磁复合材料的磁性能与复合粉末组成(金属软磁粉末种类及其混合比例)对应关系，可具体指导软磁复合材料的组成设计，使得其磁性能调控及优化更具针对性，有利于提高金属磁粉心、一体成型电感等制品的研制效率。

18、(3)作为优选，将混合软磁粉末进行表面包覆改性后，再进行粘结剂造粒，可以提高金属软磁粉末表面电阻率、抗氧化能力，进而降低高频损耗。

19、(4)作为优选，在不同金属软磁粉末种类及其混合比例下，配合对应的粘结剂用量、成型压力或固化及退火处理温度，共同调控软磁复合材料的磁性能。

技术特征：

1.一种软磁复合材料磁性能调控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的软磁复合材料磁性能调控方法，其特征在于，基于混合软磁粉末得到软磁复合材料，包括：

3.根据权利要求2所述的软磁复合材料磁性能调控方法，其特征在于，将所述混合软磁粉末通过粘结剂造粒之前，还包括：

4.根据权利要求2所述的软磁复合材料磁性能调控方法，其特征在于，所述粘结剂为环氧树脂、有机硅树脂和酚醛树脂中的至少一种。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的软磁复合材料磁性能调控方法，其特征在于，所述粘结剂用量为所述混合软磁粉末质量的0.2％～8％。

6.根据权利要求5所述的软磁复合材料磁性能调控方法，其特征在于，所述模压成型的成型压力为200mpa-2000mpa。

7.根据权利要求5所述的软磁复合材料磁性能调控方法，其特征在于，所述固化及退火处理的温度为150℃～900℃。

8.一种软磁复合材料，其特征在于，所述软磁复合材料通过权利要求1-7任一项所述的软磁复合材料磁性能调控方法调控得到。

9.一种软磁复合材料的应用，其特征在于，包括：将软磁复合材料用作金属磁粉心，或用作一体成型电感；其中，所述软磁复合材料为权利要求8所述的软磁复合材料。

技术总结本发明属于软磁材料制备与应用技术领域，公开了一种软磁复合材料磁性能调控方法、软磁复合材料及应用，调控方法包括将羰基铁粉、铁基非晶合金粉、Fe‑Si合金粉、Fe‑Si‑Al合金粉、Fe‑Si‑Cr合金粉、Fe‑Ni‑Mo合金粉、Fe‑Ni合金粉中的两种或两种以上，按照质量比例进行混合，以调控基于混合软磁粉末所得的软磁复合材料的磁性能，得到满足所需磁性能的金属软磁复合材料。本发明根据不同类型金属软磁粉末的本征磁性能，选择其中两种及以上不同饱和磁化强度粉末按一定比例进行复配，来调控软磁复合材料的饱和磁化强度、有效磁导率、直流偏置性能、功率损耗等磁性能，提高了软磁复合材料的综合应用性能。技术研发人员：王鲜,周瑞霖,龚韦,王韬,聂彦,龚荣洲受保护的技术使用者：华中科技大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6