一種軟磁材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軟磁材料的制備方法，屬于磁性材料制備技術領域。本發(fā)明首先將石英砂，高爐渣等物質(zhì)球磨成粉，再置于氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，干燥，并將干燥物與三氧化二鐵、鋁粉混合，并插入鎂帶，點燃鎂帶，使其反應后，對其進行退火，冷壓成型等過程，制得外包覆一層二氧化硅等絕緣物質(zhì)，內(nèi)含鐵等磁性物質(zhì)的軟磁材料。本發(fā)明制備的軟磁材料飽和磁感>1.3，耐高溫可達700～800℃。
【專利說明】
一種軟磁材料的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種軟磁材料的制備方法，屬于磁性材料制備技術領域。
【背景技術】
[0002]軟磁材料是指在磁粉之間互相獨立并通過絕緣層材料連接起來的一類軟磁材料。這種軟磁材料的突出優(yōu)點是交流磁場下具有低的鐵損和三維各向同性性質(zhì)。因此可以制備很多常規(guī)軟磁材料難以實現(xiàn)的部件，已應用在開關磁阻，諧振電感，防抱死制動傳感器，電磁驅(qū)動裝置，無刷直流電機，旋轉(zhuǎn)機械，低頻濾波器等領域。復合軟磁材料的制備工藝通常是對金屬或合金磁性粉末表面包覆無機物和有機物的電絕緣層，或采用磁性粉末基體一高電阻率連續(xù)纖維復合方式形成復合軟磁粉體，然后采用粉末冶金壓實工藝制備成密實的塊體軟磁材料。
[0003]在軟磁材料制備過程中需要施加大于SOOMPa的壓力，以達到需要的壓實密度，但同時又要滿足良好的飽和磁感應強度和磁導率，就需要對含有有機物包覆層的復合軟磁材料進行退火來去除材料的殘余應力，由于純有機物作為電絕緣層的復合軟磁材料渦流損耗較高，因此通常都是在磷化層外再包覆有機絕緣層。但是通常磷化層不耐高溫，所以很難有效去除其殘余應力。對于現(xiàn)有的無機物包覆層的復合軟磁材料來說，包覆層的絕緣性達不到要求，而且現(xiàn)有的含P或S的包覆層對環(huán)境污染嚴重，于是出現(xiàn)了用Si02，Mg0，Si02粉、Al2O3粉、ZrO2粉與云母粉的混合物制備的無機絕緣層作為無機物包覆層，無機絕緣層普遍具有高溫穩(wěn)定，它克服了有機物包覆層通常不耐高溫的缺點。但是現(xiàn)有的無機絕緣層也有缺點，無機絕緣層和磁粉的熱膨脹系數(shù)相差較大且無機絕緣層的本身的熱膨脹系數(shù)不可變化，在溫差較大的環(huán)境或是在長時間使用過程中會在磁粉內(nèi)產(chǎn)生熱應力，導致無機物包覆層的復合軟磁材料無法具有優(yōu)良的磁性能。這些問題都制約著復合軟磁材料的發(fā)展和應用。因此現(xiàn)有的復合軟磁材料存在磁性能差和現(xiàn)有技術無法制備磁性能優(yōu)良的復合軟磁材料的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題:針對含有有機物或無機物包覆層的軟磁材料不耐高溫，很難有效去除殘余應力或者無法具有優(yōu)良的磁性能的問題，提供了一種將石英砂，高爐渣等物質(zhì)球磨成粉，再置于氫氧化鈉溶液中浸泡，過濾，干燥，并將干燥物與三氧化二鐵、鋁粉混合，并插入鎂帶，點燃鎂帶，使其反應后，對其進行退火，冷壓成型等過程，制得外包覆一層二氧化硅等絕緣物質(zhì)，內(nèi)含鐵等磁性物質(zhì)的軟磁材料。本發(fā)明制備的軟磁材料飽和磁感>1.3，耐高溫可達700?800°C。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是:
(1)按重量份數(shù)計，分別稱量40?50份石英砂，30?35份高爐渣，20?25份方解石，將其混合均勻后，用清水對其洗滌后，晾干，并置于球磨機中球磨過200目篩，得混合粉末；
(2)將上述制備的混合粉末置于質(zhì)量濃度為2.0mol/L氫氧化鈉溶液中浸泡I?2h后，過濾，并用去離子水洗滌過濾物，直至洗滌后的去離子水為中性，再將洗滌物置于溫度為70?80 0C烘箱中干燥I?2h，得干燥物；
(3)將上述制備的干燥物置于坩禍中，并向坩禍中加入干燥物質(zhì)量60?75%三氧化二鐵和干燥物質(zhì)量50?55%鋁粉，攪拌混合均勻后，將7?8cm的鎂帶插入混合物中，點燃鎂帶，并同時向坩禍中緩慢通入氮氣，控制氮氣通入速率為17?25mL/s，通入40?55min后，使其繼續(xù)反應I?2h;
(4)待反應結(jié)束后，對坩禍中混合物以2°C/min的速率降溫至100?120°C，保溫反應I?2h，再將其置于剛壓模具中進行冷壓成型，控制壓力為30?50MPa，時間為3?5min;
(5)待冷壓成型后，再將其置于煅燒爐內(nèi)，并在氮氣保護下進行煅燒，控制煅燒溫度為700?800°C，煅燒30?40min后，隨爐冷卻至室溫，即可制備得軟磁材料。
[0006]本發(fā)明制得的銅鋅鐵氧體軟磁材料飽和磁感>1.3，居里溫度為700?800°C，電阻率為1.30?1.42μΩ.m，飽和場強度為33000?32500A/m，磁導率為115?130mH/m。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發(fā)明制備的軟磁材料飽和磁感>1.3，耐高溫可達700?800°C;
(2)制備步驟簡單，所需成本低。
【具體實施方式】
[0008]首先按重量份數(shù)計，分別稱量40?50份石英砂，30?35份高爐渣，20?25份方解石，將其混合均勻后，用清水對其洗滌后，晾干，并置于球磨機中球磨過200目篩，得混合粉末;再將上述制備的混合粉末置于質(zhì)量濃度為2.0mol/L氫氧化鈉溶液中浸泡I?2h后，過濾，并用去離子水洗滌過濾物，直至洗滌后的去離子水為中性，再將洗滌物置于溫度為70?80°C烘箱中干燥I?2h，得干燥物;接著將上述制備的干燥物置于坩禍中，并向坩禍中加入干燥物質(zhì)量60?75%三氧化二鐵和干燥物質(zhì)量50?55%鋁粉，攪拌混合均勻后，將7?8cm的鎂帶插入混合物中，點燃鎂帶，并同時向坩禍中緩慢通入氮氣，控制氮氣通入速率為17?25mL/s，通入40?55min后，使其繼續(xù)反應I?2h;待反應結(jié)束后，對坩禍中混合物以2°C/min的速率降溫至100?120°C，保溫反應I?2h，再將其置于剛壓模具中進行冷壓成型，控制壓力為30?50MPa，時間為3?5min;待冷壓成型后，再將其置于煅燒爐內(nèi)，并在氮氣保護下進行煅燒，控制煅燒溫度為700?800°C，煅燒30?40min后，隨爐冷卻至室溫，即可制備得軟磁材料。
[0009]實例I
首先按重量份數(shù)計，分別稱量50份石英砂，30份高爐渣，20份方解石，將其混合均勻后，用清水對其洗滌后，晾干，并置于球磨機中球磨過200目篩，得混合粉末;再將上述制備的混合粉末置于質(zhì)量濃度為2.0mol/L氫氧化鈉溶液中浸泡2h后，過濾，并用去離子水洗滌過濾物，直至洗滌后的去離子水為中性，再將洗滌物置于溫度為80°C烘箱中干燥2h，得干燥物；接著將上述制備的干燥物置于坩禍中，并向坩禍中加入干燥物質(zhì)量75%三氧化二鐵和干燥物質(zhì)量55%鋁粉，攪拌混合均勻后，將8cm的鎂帶插入混合物中，點燃鎂帶，并同時向坩禍中緩慢通入氮氣，控制氮氣通入速率為25mL/s，通入55min后，使其繼續(xù)反應2h;待反應結(jié)束后，對坩禍中混合物以2°C/min的速率降溫至120°C，保溫反應2h，再將其置于剛壓模具中進行冷壓成型，控制壓力為50MPa，時間為5min;待冷壓成型后，再將其置于煅燒爐內(nèi)，并在氮氣保護下進行煅燒，控制煅燒溫度為800°C，煅燒40min后，隨爐冷卻至室溫，即可制備得軟磁材料。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的軟磁材料飽和磁感為1.4，耐高溫可達700 0C ;制備步驟簡單，所需成本低。
[0010]實例2
首先按重量份數(shù)計，分別稱量40份石英砂，35份高爐渣，25份方解石，將其混合均勻后，用清水對其洗滌后，晾干，并置于球磨機中球磨過200目篩，得混合粉末;再將上述制備的混合粉末置于質(zhì)量濃度為2.0mol/L氫氧化鈉溶液中浸泡Ih后，過濾，并用去離子水洗滌過濾物，直至洗滌后的去離子水為中性，再將洗滌物置于溫度為70°C烘箱中干燥lh，得干燥物；接著將上述制備的干燥物置于坩禍中，并向坩禍中加入干燥物質(zhì)量60 %三氧化二鐵和干燥物質(zhì)量50%鋁粉，攪拌混合均勻后，將7cm的鎂帶插入混合物中，點燃鎂帶，并同時向坩禍中緩慢通入氮氣，控制氮氣通入速率為17mL/s，通入40min后，使其繼續(xù)反應Ih;待反應結(jié)束后，對坩禍中混合物以2°C/min的速率降溫至100°C，保溫反應lh，再將其置于剛壓模具中進行冷壓成型，控制壓力為30MPa，時間為3min;待冷壓成型后，再將其置于煅燒爐內(nèi)，并在氮氣保護下進行煅燒，控制煅燒溫度為700°C，煅燒30min后，隨爐冷卻至室溫，即可制備得軟磁材料。本發(fā)明制備的軟磁材料飽和磁感為1.5，耐高溫可達750 0C ；制備步驟簡單，所需成本低。
[0011]實例3
首先按重量份數(shù)計，分別稱量45份石英砂，30份高爐渣，25份方解石，將其混合均勻后，用清水對其洗滌后，晾干，并置于球磨機中球磨過200目篩，得混合粉末;再將上述制備的混合粉末置于質(zhì)量濃度為2.0mol/L氫氧化鈉溶液中浸泡2h后，過濾，并用去離子水洗滌過濾物，直至洗滌后的去離子水為中性，再將洗滌物置于溫度為75°C烘箱中干燥2h，得干燥物；接著將上述制備的干燥物置于坩禍中，并向坩禍中加入干燥物質(zhì)量70%三氧化二鐵和干燥物質(zhì)量52%鋁粉，攪拌混合均勻后，將7cm的鎂帶插入混合物中，點燃鎂帶，并同時向坩禍中緩慢通入氮氣，控制氮氣通入速率為20mL/s，通入50min后，使其繼續(xù)反應2h;待反應結(jié)束后，對坩禍中混合物以2°C/min的速率降溫至110°C，保溫反應2h，再將其置于剛壓模具中進行冷壓成型，控制壓力為40MPa，時間為4min;待冷壓成型后，再將其置于煅燒爐內(nèi)，并在氮氣保護下進行煅燒，控制煅燒溫度為750°C，煅燒35min后，隨爐冷卻至室溫，即可制備得軟磁材料。本發(fā)明制備的軟磁材料飽和磁感為1.3，耐高溫可達800 0C ；制備步驟簡單，所需成本低。
【主權(quán)項】
1.一種軟磁材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)按重量份數(shù)計，分別稱量40?50份石英砂，30?35份高爐渣，20?25份方解石，將其混合均勻后，用清水對其洗滌后，晾干，并置于球磨機中球磨過200目篩，得混合粉末； (2)將上述制備的混合粉末置于質(zhì)量濃度為2.0mol/L氫氧化鈉溶液中浸泡I?2h后，過濾，并用去離子水洗滌過濾物，直至洗滌后的去離子水為中性，再將洗滌物置于溫度為70?.80°C烘箱中干燥I?2h，得干燥物； (3)將上述制備的干燥物置于坩禍中，并向坩禍中加入干燥物質(zhì)量60?75%三氧化二鐵和干燥物質(zhì)量50?55%鋁粉，攪拌混合均勻后，將7?8cm的鎂帶插入混合物中，點燃鎂帶，并同時向坩禍中緩慢通入氮氣，控制氮氣通入速率為17?25mL/s，通入40?55min后，使其繼續(xù)反應I?2h; (4)待反應結(jié)束后，對坩禍中混合物以2°C/min的速率降溫至100?120°C，保溫反應I?2h，再將其置于剛壓模具中進行冷壓成型，控制壓力為30?50MPa，時間為3?5min; (5)待冷壓成型后，再將其置于煅燒爐內(nèi)，并在氮氣保護下進行煅燒，控制煅燒溫度為.700?800°C，煅燒30?40min后，隨爐冷卻至室溫，即可制備得軟磁材料。
【文檔編號】H01F1/33GK105957681SQ201610242698
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】潘艷麗, 薛培龍
【申請人】常州達奧新材料科技有限公司