阅读说明：本技术 一种夹心电感及其磁芯材料 (Sandwich inductor and magnetic core material thereof ) 是由 冯双久 倪江利 刘先松 阚绪材 朱守金 赵幸丽 李勇 于 2021-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种夹心电感及其磁芯材料,涉及软磁复合材料加工技术领域。所述夹心电感及其磁芯材料为FeAlSi/六方氮化硼复合材料,其制备方法主要包括：物料按一定比例混合后,在球磨机中,球磨2h,然后放在烘箱里烘干,在一定压力下成型,在真空下最佳退火。本发明克服了现有技术的不足,通过对电感磁芯材料内部结构进行改造有效降低球形颗粒之间的涡流损耗,同时在绕线后的电感两侧加上永磁铁,降低电感磁滞损耗,是电感整体性能带来极大提高。(The invention provides a sandwich inductor and a magnetic core material thereof, and relates to the technical field of soft magnetic composite material processing. The sandwich inductor and the magnetic core material thereof are FeAlSi/hexagonal boron nitride composite materials, and the preparation method mainly comprises the following steps: mixing the materials according to a certain proportion, ball-milling for 2h in a ball mill, then drying in an oven, forming under a certain pressure, and optimally annealing under vacuum. The invention overcomes the defects of the prior art, effectively reduces the eddy current loss among spherical particles by modifying the internal structure of the inductance magnetic core material, and simultaneously reduces the hysteresis loss of the inductance by adding the permanent magnets on two sides of the wound inductance, thereby greatly improving the overall performance of the inductance.)

一种夹心电感及其磁芯材料

技术领域

本发明涉及软磁复合材料加工技术领域，具体涉及一种夹心电感及其磁芯材料。

背景技术

软磁复合材料由于其优异的性能，包括高磁导率和低磁芯损耗，被广泛应用于磁性器件。随着电力电子设备小型化和高频化的发展，磁性器件也在向高频、大功率、低功耗和良好的电磁兼容性方向发展。

现有文件已经公开了许多关于使用不同材料在铁磁金属颗粒之间形成绝缘层以减少复合材料中涡流损耗的方法；其中玻璃被用作绝缘剂，以减少涡流损耗；虽然添加绝缘材料可以降低涡流损耗，但绝缘材料的引入会导致磁导率和饱和磁化强度降低，导致软磁复合材料能性减弱；同时对于大功率UPS电源的最大功率为60kW，而限制进一步提高电源功率容量的原因是电源内部损耗发热的散热问题无法解决；其中损耗来一种的磁芯材料本身的涡流损耗，另一个方面是磁滞损耗；如何改造现有电感器的结构及其材料，使其最大限度减小内部损耗是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种夹心电感及其磁芯材料，解决了大功率电感器，损耗发热的问题，通过对电感磁芯材料内部结构进行改造有效降低球形颗粒之间的涡流损耗，同时在绕线后的电感两侧加上永磁铁，降低电感磁滞损耗，是电感整体性能带来极大提高。

极大提高产品的实际应用价值。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种夹心电感，所述电感磁芯本体上缠绕线圈后，在缠绕有线圈的磁芯本体上下两面设置永磁片，并通过固定夹将其固定；所述永磁片为铁氧体永磁块或金属永磁块。

夹心电感的磁芯材料，所述磁芯材料成分为FeAlSi和HBN(六方氮化硼)，且其中HBN(六方氮化硼)质量百分比为含量为1-3％。

夹心电感及其磁芯材料，所述复合材料其中HBN(六方氮化硼)质量百分比为含量为2％。

磁芯材料的制备方法，所述磁芯材料的制备方法包括以下步骤：

(1)按所述物料质量百分比配置，将配置好的物料混合，混合后在球磨机中，用酒精做溶剂，球磨1-3h，转速130-180r/min；

(2)将步骤(1)得到的物料放在烘箱里烘干；

(3)将步骤(2)得到的物料放入模具中，在模具中添加脱模剂，再通过1600-2000Mpa压力下成型；

(4)将成型物料在真空下退火，温度为600-850摄氏度，最后得到复合材料。

磁芯材料的制备方法，所述步骤(1)中机械研磨所得的复合材料粉末的粒径平均为50μm。

磁芯材料的制备方法，所述步骤(1)中球磨2h，转速160r/min。

磁芯材料的制备方法，所述步骤(3)压力1800Mpa。

磁芯材料的制备方法，所述步骤(3)中加入的脱模剂为硬脂酸锌，且脱模剂的加入量为钝化原料质量百分比为0.5％。

磁芯材料的制备方法，所述步骤(4)中真空退火温度至740摄氏度。

本发明提供一种夹心电感及其磁芯材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：

本发明在同等情况下磁导率不变，在FeAlSi颗粒外包覆一层绝缘材料增加电阻率，有效的减小颗粒之间的涡流损耗；因六方氮化硼为层状结构，在将其层状结构打开后，便将FeAlSi颗粒外包覆，减小涡流损耗，在大功率电气系统，可实现有效减小损耗；同时在绕线后的电感两侧加上永磁铁，降低电感磁滞损耗，是电感整体性能带来极大提高。

附图说明

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图1：为本发明磁芯材料未添加六方氮化硼的FeAlSi电镜扫描图；

图2：为本发明磁芯材料未添加六方氮化硼的FeAlSi电镜扫描图；

图3：为本发明磁芯材料添加六方氮化硼的FeAlSi电镜扫描图；

图4：为本发明磁芯材料在频率不断增加情况下测量的不同含量的六方氮化硼所得复合材料的功率损耗；

图5：为本发明磁芯材料在频率(f)100kHz和磁感应强度(Bm)100mT情况下测量的不同含量的六方氮化硼所得复合材料的功率损耗。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种夹心电感及其磁芯材料，所述夹心电感及其磁芯材料成分为FeAlSi和HBN(六方氮化硼)，且其中HBN(六方氮化硼)质量百分比为含量为1％；复合材料的制备方法，所述夹心电感及其磁芯材料的制备方法包括以下步骤：

(1)按所述物料质量百分比配置，将配置好的物料混合，混合后在球磨机中，用酒精做溶剂，球磨2h，转速150r/min；

(2)将步骤(1)得到的物料放在烘箱里烘干；

(3)将步骤(2)得到的物料放入模具中，在模具中添加脱模剂，再通过1800Mpa压力下成型；

(4)将成型物料在真空下退火，温度为740摄氏度，最后得到复合材料。

实施例2：

根据上述实施例1所述的制备方法，分别加入2％的六方氮化硼，制备FeAlSi/六方氮化硼复合材料粉末，后进行电镜扫描，结果如图2所示；

由图1和图2可知，混合粉末中的粒子外被包覆，与传统的球形颗粒相比，球形颗粒被相互阻隔，之间的涡流损耗降低。

实施例3：

检测六方氮化硼质量百分比为0％、1％、2％、3％情况下的FeAlSi/六方氮化硼复合材料的磁导率，结果如下所示；

检测0％、1％、2％、3％的六方氮化硼制备的FeAlSi/六方氮化硼复合材料在不同测试环境中的磁损耗，结果如下表所示：

从上表可以看出，当六方氮化硼含量为1％时，样品的磁滞损耗最低。

实施例4：用实施例1的材料做成圆环形磁芯1，在磁芯上缠绕绕线，在缠绕有线圈的磁芯本体上下两面设置永磁片2，并通过固定夹将其固定，测量产品损耗。

综上所述，在同等情况下磁导率不变，在FeAlSi颗粒外包覆一层绝缘材料增加电阻率，有效的减小颗粒之间的涡流损耗。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。