一种磁性组件及其制备方法与流程

本发明涉及磁性材料领域，尤其涉及一种磁性组件及其制备方法。

背景技术：

1、在现代高频电子设备中，磁性组件作为核心磁性元件广泛应用于开关电源、功率因数校正（pfc）电感、滤波电感及电磁兼容（emc）元件等领域。

2、随着电子产品向高频化、小型化和高效化方向发展，对磁性材料的性能提出了更高要求。例如，高致密度的磁性组件（即粉末颗粒间的紧密堆积程度）能够提升单位体积内的有效磁性材料含量，从而增强饱和磁感应强度，确保器件在大电流工况下的稳定性。然而，高致密度的磁性组件直流偏置特性较差，劣化电子产品的寿命。

3、因此，亟需在相同磁导率的条件下，兼顾降低磁性组件的损耗和提高直流偏置特性。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种磁性组件及其制备方法，磁性组件包括磁性粉末，磁性粉末通过设置具有不同粒径特征的磁性粉末协同配合，优化磁性组件的颗粒的堆积特性，为损耗的控制及直流偏置性能的提升提供了基础。

2、本发明实施例提供一种磁性组件，包括磁性粉末；

3、所述磁性粉末包括第一磁性粉末、第二磁性粉末；

4、所述第一磁性粉末的粒径≤10μm；

5、所述第二磁性粉末的粒径>10μm；

6、所述磁性组件的断面扫描电镜图像中至少10个不完全重复的50μm×50μm的区域内，粒径为1μm~10μm的所述第一磁性粉末的颗粒数量≥10个。

7、本发明的一些实施例，所述第一磁性粉末包括第一内核以及设置于所述第一内核至少部分表面的第一包覆层；

8、和/或，所述第二磁性粉末包括第二内核以及设置于所述第二内核至少部分表面的第二包覆层；

9、和/或，所述第一磁性粉末的粒径范围为1μm~10μm；

10、和/或，所述第二磁性粉末的d50为20μm~40μm。

11、本发明的一些实施例，所述第一内核包括铁硅合金材料、铁硅铝合金材料中的至少一种；

12、和/或，所述第二内核包括铁硅铝合金材料；

13、和/或，所述第一包覆层包括c、o、si中的一种或多种元素；

14、和/或，所述第一包覆层包括磷酸盐；

15、和/或，所述第二包覆层包括磷酸盐；

16、和/或，所述第一包覆层的厚度为50nm~500nm；

17、和/或，所述第二包覆层的厚度为0.1μm~0.5μm。

18、本发明的一些实施例，所述铁硅合金材料中fe元素的质量占比为85wt%~98wt%；

19、和/或，所述铁硅合金材料中si元素的质量占比为2wt%~15wt%；

20、和/或，所述铁硅铝合金材料中fe元素的质量占比为80wt%~90wt%；

21、和/或，所述铁硅铝合金材料中si元素的质量占比为5wt%~12wt%；

22、和/或，所述铁硅铝合金材料中al元素的质量占比为5wt%~12wt%。

23、本发明的一些实施例，所述第一包覆层中c元素的质量占比为0wt%~1wt%；

24、和/或，所述第一包覆层中o元素的质量占比为3wt%~8wt%；

25、和/或，所述第一包覆层中si元素的质量占比为9wt%~20wt%；

26、和/或，所述铁硅合金材料中fe元素的质量占比为95.2wt%~97.2wt%；

27、和/或，所述铁硅合金材料中si元素的质量占比为2.8wt%~4.8wt%‌；

28、和/或，所述铁硅铝合金材料中fe元素的质量占比为84.6wt%~85.6wt%；

29、和/或，所述铁硅铝合金材料中si元素的质量占比为9.2wt%~9.8wt%；

30、和/或，所述铁硅铝合金材料中al元素的质量占比为5.2wt%~5.6wt%。

31、本发明的一些实施例，在所述磁性组件断面的扫描电镜图像中，在至少10个不完全重复的50μm×50μm区域内，粒径为1μm~10μm的所述第一磁性粉末的颗粒数量≥15个。

32、本发明实施例还提供一种如上所述的磁性组件的制备方法，包括如下步骤：

33、对包括第一粉末原料和第二粉末原料的原料体系进行压制处理，得到所述磁性组件；所述第一粉末原料的粒径≤10μm；所述第二粉末原料的d50>10μm。

34、本发明的一些实施例，所述第二粉末原料的d50为20μm~40μm；

35、和/或，所述第一粉末原料占第一粉末原料和第二粉末原料总质量的5wt%~30wt%；

36、和/或，所述压制处理的处理压力为200mpa~2000mpa；

37、和/或，所述压制处理的处理时间为10s~60s。

38、本发明的一些实施例，所述原料体系还包括粘结剂，所述粘结剂包括环氧树脂、硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇中的一种或多种；

39、和/或，所述原料体系还包括粘结剂，所述粘结剂占所述磁性粉末总质量的0.5wt%~3wt%；

40、和/或，所述第二粉末原料的d50为20μm~30μm；

41、和/或，所述第一粉末原料占第一粉末原料和第二粉末原料总质量的10wt%~20wt%；

42、和/或，所述压制处理的处理压力为1000mpa~1500mpa。本发明的一些实施例，所述压制处理后，还包括对压制处理的产物进行退火处理，所述退火处理的温度为600℃~850℃，处理时间为0.5h~3h。

43、本发明实施例提供的一种磁性组件及其制备方法，通过两种磁性粉末的粒度级配，能够改善磁性组件的磁性粉末颗粒间空隙填充效果，且细颗粒的加入为磁性组件提供了更高的矫顽力，从而在相同磁导率下有效降低了磁性组件的损耗并提升了其直流偏置性能。

1.一种磁性组件，其特征在于，包括磁性粉末；

2.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述第一磁性粉末包括第一内核以及设置于所述第一内核至少部分表面的第一包覆层；

3.根据权利要求2所述的磁性组件，其特征在于，所述第一内核包括铁硅合金材料、铁硅铝合金材料中的至少一种；

4.根据权利要求3所述的磁性组件，其特征在于，所述铁硅合金材料中fe元素的质量占比为85wt%~98wt%；

5.根据权利要求4所述的磁性组件，其特征在于，所述第一包覆层中c元素的质量占比为0wt%~1wt%；

6.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，在所述磁性组件断面的扫描电镜图像中至少10个不完全重复的50μm×50μm的区域内，粒径为1μm~10μm的所述第一磁性粉末的颗粒数量≥15个。

7.一种权利要求1-6所述的磁性组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，对包括第一粉末原料和第二粉末原料的原料体系进行压制处理，得到所述磁性组件；所述第一粉末原料的粒径≤10μm；所述第二粉末原料的d50>10μm。

8.根据权利要求7所述的磁性组件的制备方法，其特征在于，所述第二粉末原料的d50为20μm~40μm；

9.根据权利要求8所述的磁性组件的制备方法，其特征在于，所述原料体系还包括粘结剂，所述粘结剂包括环氧树脂、硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇中的一种或多种；

10.根据权利要求8或9所述的磁性组件的制备方法，其特征在于，所述压制处理后，还包括对压制处理的产物进行退火处理，所述退火处理的温度为600℃~850℃，处理时间为0.5h~3h。