[0021] 以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步解释说明。
[0022] 实施例1:
[0023] 本实施例的低功耗、高直流偏置磁芯的制备方法,包括以下步骤:
[0024] (1)采用高温热解法合成锰锌铁氧体纳米颗粒,颗粒直径为20纳米;
[0025] (2)采用正硅酸乙酯水解法在锰锌铁氧体纳米颗粒表面均匀包覆一层氧化硅,厚度5纳米;
[0026] (3)采用放电等离子体烧结法,将上述包覆了氧化硅的锰锌铁氧体纳米颗粒在600℃快速烧结,保证颗粒尺寸不长大,固结后得到磁芯。如图1所示,图中的亮色部分是非磁性绝缘基体(即氧化硅),暗色部分是锰锌铁氧体纳米颗粒。
[0027] 其中,锰锌铁氧体纳米颗粒在磁芯中的体积分数为75%。
[0028] 经测试,固结后的磁芯材料电阻率为2×106μΩ·cm,磁导率为50,直流偏置性能3
为92%(100mT),在500KHz、150mT条件下损耗为320KW/m ,在1MHz、10mT条件下低于410KW/
3 3 3
m,在3MHz、50mT条件下低于260KW/m,在10MHz、5mT条件下低于45KW/m。
[0029] 本实施例的磁芯能够实现低功耗和高直流偏置特性,能够应用于变压器、电感器、滤波器、电抗器或互感器等电子元器件中。
[0030] 实施例2:
[0031] 本实施例的低功耗、高直流偏置磁芯的制备方法,包括以下步骤:
[0032] (1)采用直流电弧等离子体法合成铁镍纳米颗粒,颗粒直径为8纳米;
[0033] (2)采用钛酸丁酯水解法在铁镍纳米颗粒表面均匀包覆一层氧化钛,厚度2纳米;
[0034] (3)采用热压烧结法,将上述包覆了氧化钛的铁镍纳米颗粒在800℃下热压烧结,保证颗粒尺寸不长大,固结后得到磁芯。
[0035] 其中,锰锌铁氧体纳米颗粒在磁芯中的体积分数为65%。
[0036] 经测试,固结后的磁芯材料电阻率为0.8×104μΩ·cm,磁导率为200,直流偏置性3
能为80%(100mT),在500KHz、150mT条件下损耗为220KW/m ,在1MHz、10mT条件下低于
3 3 3
300KW/m,在3MHz、50mT条件下低于210KW/m,在10MHz、5mT条件下低于38KW/m。
[0037] 本实施例的磁芯能够实现低功耗和高直流偏置特性,能够应用于变压器、电感器、滤波器、电抗器或互感器等电子元器件中。
[0038] 实施例3:
[0039] 本实施例的低功耗、高直流偏置磁芯的制备方法,包括以下步骤:
[0040] (1)采用热还原法合成铁纳米颗粒,颗粒直径为6纳米;
[0041] (2)将铁纳米颗粒分散在液态酚醛树脂中;
[0042] (3)升温到300℃,酚醛树脂发生固化,铁纳米颗粒被酚醛树脂均匀包覆,并且纳米颗粒尺寸不长大,固结后得到磁芯。
[0043] 其中,铁纳米颗粒在磁芯中的体积分数为50%。
[0044] 经测试,固结后的磁芯材料电阻率为3×105μΩ·cm,磁导率为70,直流偏置性能3
为63%(100mT),在500KHz、150mT条件下损耗为340KW/m ,在1MHz、10mT条件下低于430KW/
3 3 3
m,在3MHz、50mT条件下低于255KW/m,在10MHz、5mT条件下低于43KW/m。
[0045] 本实施例的磁芯能够实现低功耗和高直流偏置特性,能够应用于变压器、电感器、滤波器、电抗器或互感器等电子元器件中。
[0046] 在上述实施例及其替换方案中,非磁性绝缘基体还可以为非磁性无机物或热固性树脂,其中,非磁性无机物还可以为氧化铝、氧化锆、氧化锌、碳化硅、或氮化镓,热固性树脂还可以为环氧树脂、氨基树脂或不饱和聚酯。
[0047] 在上述实施例及其替换方案中,磁性纳米颗粒还可以为镍锌铁氧体、镍铜锌铁氧体、锰铜锌铁氧体、锂锌铁氧体、镁锌铁氧体、镍、铁硅合金、铁硅铝合金、铁镍钼合金、铁铝合金、铁钴合金、铁氮化合物或铁硼化合物。
[0048] 在上述实施例及其替换方案中,磁性纳米颗粒在磁芯中的体积分数还可以为40%、60%、80%等。
[0049] 在上述实施例及其替换方案中,磁芯还可以根据组分的调整,满足磁芯的参数在3
以下范围内调整:电阻率高于10μΩ·cm,磁导率高于10,在100mT条件下的直流偏置性能
3
大于80%,工作频率高于100KHz,损耗在100KHz、200mT条件下低于500KW/m 、在500KHz、
3 3
150mT条件下低于350KW/m 、在1MHz、10mT条件下低于450KW/m 、在3MHz、50mT条件下低于
3 3
280KW/m、在10MHz、5mT条件下低于50KW/m。
[0050] 在上述实施例及其替换方案中,磁芯的结构为棒形、长方体形、薄片形、罐形、环形、管形、PM形、PQ形、E形、T形、U形或异形结构。
[0051] 在上述实施例及其替换方案中,磁性纳米颗粒的制备还可以采用水热法、溶剂热法、CVD法、PVD法、机械破碎法、微乳液法、化学沉淀法、化学还原法、溶胶凝胶法、爆炸反应法、喷雾法或蒸发冷凝法。
[0052] 在上述实施例及其替换方案中,固结的方法还可以采用等静压烧结、无压固相烧结、气氛烧结、真空烧结或微波辅助烧结。
[0053] 以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。