一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料及其制备方法与流程

1.本发明属于软磁材料技术领域，具体涉及一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.一体成型电感由于线圈与软磁材料一起模压，对应的产品是闭磁路，产品具有较好的电磁性能，随着器件向着小型化和大电流化方向发展，越来越多的一体成型电感产品应用在手机上。
3.手机是我们每天接触最多(时间长&距离近)的产品，手机里的电感元器件是做电压和电流转换的(从电池到各个功能模块)，电感器件必定存在一定的损耗，其中包括铜损耗和磁材的损耗，对应的产品有热量产生是必然的，产品会有一定的温升；用户一般使用手机在2～3年，更换新的手机。
4.在国内已有一些相关一体成型电感用材料的制造方法的专利，具体如下：
5.公开号为cn115240971a，公开日为2022-10-25，发明名称为“高磁导率一体成型材料及其制备方法、一体成型材料的制备方法”的中国专利公开了一种高磁导率一体成型材料及其制备方法、一体成型材料的制备方法，所述高磁导率一体成型材料的制备方法包括：合金粉末一准备步骤；合金粉末一处理步骤，将所述合金粉末一在300～400℃的氮气和氧气的混合气体氛围中进行烧结处理；合金粉末二准备步骤；粉末混合步骤和造粒步骤，形成造粒粉末。通过对所述合金粉末一的组分设计和相应的烧结处理，再加上对所述合金粉末二的组分及颗粒度大小的设计等，本发明能够制备高磁导率、高饱和电流的一体成型材料，且加工方便，利于量产。
6.公开号为cn113436876b，公开日为2022-03-22，发明名称为“高防锈高饱和电感材料、制备方法及一体成型电感”的中国专利公开了一种高防锈高饱和电感材料、制备方法及一体成型电感，原材料合金经过等离子球化设备形成初始球形粉末，由于球化过程的高温环境，使得初始球形粉末表面会形成致密的复合氧化膜形成防锈层。b可以抑制fe的迁移使软化球形粉末颗粒内部α-fe保持较高的比例从而软化球形粉末具备较高的bs，从而具备较高的抗直流叠加能力。因此，可以有效提升电感的防锈性能，提升电感的电感值，满足不同环境的应用需求。本发明通过对材料成分和工艺控制，在材料表面形成高密度的防腐蚀层，且通过均匀的防腐蚀层和均匀填充的材料使磁体气隙均匀化使材料饱和更优。
7.公开号为cn110310794a，公开日为2019-10-08，发明名称为“一种混合软磁材料及其制备的一体成型电感”的中国专利公开了一种混合软磁材料及其制备的一体成型电感，其技术方案要点是采用大、中、小不同的两种或两种以上的软磁粉末，通过将其制备所需的软磁粉末进行混合后的粒度级配，从而达到在单位体积下所填充的软磁粉末密度最大化；混合所用的软磁粉末形貌为球形、类球形、多边形或片状形的各种大、中、小不同的粒径分布；用此高密度混合粉末制备的软磁材料所制成的一体成型功率电感,初始导磁率更高,饱
和特性更好,产品损耗更低，具有更高的效能。
8.公开号为cn113436875b，公开日为2022-04-19，发明名称为“低成型压力电感材料、制备方法及一体成型电感”的中国专利公开了一种低成型压力电感材料、制备方法及一体成型电感。原材料合金中的al和y在步骤s3的热处理过程中会产生偏析，使al、y、cr在热处理粉末颗粒表面形成复合氧化膜层提升热处理粉末自身的防锈能力，从而无需为提升防锈另外添加防锈剂，也无需为提升绝缘性能进行磷化处理，从而可以有效提高热处理粉末在磁体中的占比，满足了电感值的需求；同时，可以一并降低一体成型电感压制过程中的阻力，降低一体成型电感时所需要的压力。进一步地，通过浸润树脂(如乙二醇、磺酸钠、磷酸三甲酯、醇酸树脂)对热处理粉末颗粒表面处理后，获得混合粉末，混合粉末颗粒表面对于粘结树脂的浸润性增加，从而进一步降低成型需要的压力。
9.然而现有技术中涉及的都是一些传统的一体成型的电感的制作方法，都只是仅仅从产品的电性能的角度去考虑设计材料的成分和工艺。


技术实现要素：

10.针对现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料。
11.本发明的第二个目的在于提供具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料的制备方法。
12.为了达到上述目的，本发明采取以下的技术方案：
13.本发明一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料，所述软磁复合材料，按质量百分比计，组成如下：fe合金粉末95～99wt％、环氧树脂0.9～4wt％、琥珀粉0.1～1wt％。
14.本发明所提供的软磁复合材料通过控制fe合金粉末在上述范围内，使得材料具有较高的磁导率μe和饱和磁感应强度bs，配入少量的环氧树脂保证材料具有优异的绝缘和耐压性能，另外配入少量的琥珀粉，琥珀粉在较低的温度下会有一定的挥发，产生镇定安神的作用，将本发明的软磁复合材料应用于手机上时，手机里在使用过程中会有温升，使得琥珀粉挥发，对用户产生镇定安神的作用；而琥珀粉在软磁复合材料中成分挥发慢，可以持续2～3年以上，正好匹配一般用户更换手机的时间。
15.作为一种优选，所述软磁复合材料，按质量百分比计，组成如下：fe合金粉末96wt％、环氧树脂3wt％、琥珀粉1wt％。
16.作为一种优选，所述fe合金粉末的粒径d
50
为3～30μm。发明人发现，将fe合金粉末的粒径控制在上述范围内，最终软磁复合材料的性能最优，若是fe合金粉末的粒径过大会导致材料的绝缘和耐压偏低；fe合金粉末的粒径过小会导致磁导率偏低。
17.作为一种优选，所述fe合金粉末选自绝缘包覆处理的fe基非晶，feni,羰基铁，fesi，fesicr中的一种或几种。
18.在本发明中，所采用的fe合金粉末直接购买，而绝缘包覆处理是通常是对上述材料包覆了采用磷酸盐。
19.作为一种优选，所述琥珀粉的粒径d50为0.5～10μm。发明人发现，将琥珀粉的粒径控制在上述范围内，最终软磁复合材料的性能最优，而若琥珀粉的粒径过大过小，都会导致
材料的成型变差，导致磁导率和饱和磁感应强度下降。
20.本发明一体成型电感器件用软磁复合材料的制备方法，按设计比例配取fe合金粉末、环氧树脂、琥珀粉，干法混合获得混合粉，将混合粉与无水乙醇混合获得浆料，造粒，获得颗粒料，将颗粒料与铜线圈一体压制成型，获得坯件，将坯件进行热处理，即得一体成型电感器件用软磁复合材料。
21.作为一种优选，所述干法混合的时间为30～60min。
22.在本发明中，通过将混合粉中加入一定无水乙醇，使环氧树脂溶解制成浆料，无水乙醇的加入量为混合粉质量的20～50％。
23.作为一种优选，所述造粒的方式为捏合造粒或氮气保护喷雾造粒。
24.作为一种优选，所述压制成型的压力为600～800mpa。
25.作为一种优选，所述热处理在空气气氛下进行，所述热处理的温度为140～150℃，热处理的时间为30～40min。
26.通过以上工序得到所述复合材料磁环样品(t12
×8×
3)。
27.在评估材料性能时，将颗粒料采用伺服成型机，单独压制成磁环胚件即可。
28.原理与优势
29.本发明采用合理的主配方，通过调整fe合金粉末的含量来调整材料的有效磁导率μe和饱和磁感应强度bs，通过调整环氧树脂的含量来保证材料具有一定的绝缘和耐压性能。通过调整琥珀粉的含量保证材料在使用时具有一定的挥发性，具备安神的作用。
30.总之，本发明所提供的软磁复合材料具有较高磁导率和高bs的特点，可应用于手机上，此外软磁复合材料中的琥珀的成分在较低的温度下会有一定的挥发，产生镇定安神的作用；琥珀的成分挥发慢，可以在一定的程度上用2～3年以上。
31.软磁复合材料材料的性能指标如下：
32.(1)有效磁导率μe：35(1
±
10％)
33.(2)饱和磁感应强度bs：≥1200mt
34.(3)绝缘电阻：≥10mω
35.(4)耐压：≥50v
具体实施方式
36.以下按照具体实施例说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
37.实施例和对比例
38.本发明的一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料，具体步骤依次如下：
39.(1)混合：按表1(实施例和对比例)所述的配比配料后进行干法混合，混合时间为45分钟；其中所用fe合金粉末为包覆了磷酸盐的fesicr合金粉，购买于安泰霸州特种制粉有限公司，fe合金粉末的平均粒径为10μm，琥珀粉的平均粒径为1μm；
40.(2)造粒：在上步的混合的粉料中加入一定量的无水乙醇，使环氧树脂溶解制成浆料，采用捏合造粒，得到颗粒料；
41.(3)压制：将上步的颗粒料采用伺服成型机，单独压制成磁环胚件(评估材料性能用)，或与铜线圈一起压制得到一体成型产品坯件，坯件的压制压力控制在700mpa；
42.(4)热处理：在空气电阻炉中进行热处理啊，热处理温度为150℃，保温30分钟。
43.通过以上工序得到所述复合材料磁环样品(t12
×8×
3)。
44.将热处理后的复合材料磁环分别进行测试和评价。在匝数n＝20ts条件下，使用hp-4285型lcr测试仪测试磁环样品的起始磁导率μe；用sy-8218型b-h分析仪测试样品的饱和磁感应强度bs；用ch-333型绝缘耐压测试仪测试样品的绝缘和耐压性能。
45.表1实施例和对比例的成分配比
[0046][0047][0048]
表2实施例和对比例的磁性能
[0049][0050]
注意:超过规格下限的附加“*”。
[0051]
表2列出了实施例和对比例的性能及评价，从表2中可以看出，本发明的实施例和对比例相比较，本发明有效地提高了材料的有效磁导率，并能保持相应的绝缘和耐压性能，较高的饱和磁感应强度。拥有较高的有效磁导率和较高的bs，并且含有一定量的琥珀成分，本发明的材料应该能够满足功率电感的小型化和大电流化对软磁材料的要求，并且具备一定的安神保健的作用。
[0052]
本发明所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明，相关技术领域的专家或技术人员可以对所描述的具体实施例做不同程度的修改，补充或者用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：
1.一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料，其特征在于：所述软磁复合材料，按质量百分比计，组成如下：fe合金粉末95～99wt％、环氧树脂0.9～4wt％、琥珀粉0.1～1wt％。2.根据权利要求1所述的一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料，其特征在于：所述软磁复合材料，按质量百分比计，组成如下：fe合金粉末96wt％、环氧树脂3wt％、琥珀粉1wt％。3.根据权利要求1所述的一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料，其特征在于：所述fe合金粉末的粒径d
50
为3～30μm。4.根据权利要求1所述的一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料，其特征在于：所述fe合金粉末选自绝缘包覆处理的fe基非晶，feni,羰基铁，fesi，fesicr中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料，其特征在于：所述琥珀粉的粒径d50为0.5～10μm。6.权利要求1-5任意一项所述的一体成型电感器件用软磁复合材料的制备方法，其特征在于：按设计比例配取fe合金粉末、环氧树脂、琥珀粉，干法混合获得混合粉，将混合粉与无水乙醇混合获得浆料，造粒，获得颗粒料，将颗粒料与铜线圈一体压制成型，获得坯件，将坯件进行热处理，即得一体成型电感器件用软磁复合材料。7.根据权利要求6所述的一体成型电感器件用软磁复合材料的制备方法，其特征在于：所述干法混合的时间为30～60min。8.根据权利要求6所述的一体成型电感器件用软磁复合材料的制备方法，其特征在于：所述造粒的方式为捏合造粒或氮气保护下喷雾造粒。9.根据权利要求6所述的一体成型电感器件用软磁复合材料的制备方法，其特征在于：所述压制成型的压力为600～800mpa。10.根据权利要求6所述的一体成型电感器件用软磁复合材料的制备方法，其特征在于：所述热处理在空气气氛下进行，所述热处理的温度为140～150℃，热处理的时间为30～40min。

技术总结
本发明公开了一种具有安神作用的一体成型电感器件用软磁复合材料及其制备方法，所述软磁复合材料，按质量百分比计，组成如下：Fe合金粉末95～99wt％、环氧树脂0.9～4wt％、琥珀粉0.1～1wt％。本发明所提供的软磁复合材料具有较高磁导率和高Bs的特点，可应用于手机上，而手机在使用过程中会有温升，使得琥珀粉挥发，对用户产生镇定安神的作用；而琥珀粉在软磁复合材料中成分挥发慢，可以持续2～3年以上，正好匹配一般用户更换手机的时间。正好匹配一般用户更换手机的时间。


技术研发人员：姜亮菲
受保护的技术使用者：姜亮菲
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/28