高频软磁材料及复合材料和制备方法

摘要

本发明公开一种金属高频软磁材料，由这种材料制备的复合材料，以及这种材料和这种材料制备复合材料的制备方法。本发明的高频软磁材料是一种由金属间化合物构成的粉末，这种材料是按照2∶17的原子个数比配比而成，具体讲本发明的材料是Nd2(CoFe)17的粉末。

权利要求

1.一种由分子式为Nd2(CoFe)17的金属间化合物构成的高频磁性复合材料，其特征是由Nd2(CoFe)17与未固化的粘结材料混合，其中的Nd2(CoFe)17存在少量的α-FeCo相，所述的粘结材料为石蜡，且Nd2(CoFe)17与未固化的粘结材料混合，其中Nd2(CoFe)17所占到的体积浓度为35％，所述高频磁性复合材料的初始磁导率为3.8。

2.如权利要求1所述的高频磁性复合材料的制备方法，其特征是将Nd2(CoFe)17放入未固化的粘结材料中，经充分混合均匀后再放入非磁性材料制作的模具内，将模具置于磁场中，同时使模具在磁场中旋转，如此对材料进行取向处理直到粘结材料固化。

3.如权利要求2所述的方法，其特征是取向处理时磁场为10-4～10特斯拉，模具旋转速度为1～200转/分。

说明书

高频软磁材料及复合材料和制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高频软磁材料，由这种材料制备的复合材料，以及这种材料和这种材料制备复合材料的制备方法。

背景技术

[0002] 随着科学技术的进步和信息产业的高速发展，计算机、手机和网络等设备(系统)已广泛应用于信息的产生、传输、接收、存储等处理过程，而这些设备在使用时会产生电磁干扰以及电磁辐射。为了有效地减少和消除电磁干扰及电磁辐射，需要材料有较高的复数磁导率。目前广泛使用的材料是铁氧体材料，但传统的铁氧体材料具有频带狭窄，密度大，在高频复数磁导率低等缺点。而现有的金属软磁材料由于具有高的传导系数和在电磁波中容易因涡流损耗而导致高频软磁性能降低，不利于在高频得到高的复数磁导率。

发明内容

[0003] 本发明提供一种金属高频软磁材料，这种材料可克服现有技术不足，即具有高的磁导率和Snoek极限，在各种微波通信系统1～2GHz频段范围内其复数磁导率仍能保持较高值，可用来放大信号、降低信号噪声，或者作为电磁波屏蔽材料使用；本发明同时提供用这种材料制备的高频软磁复合材料，以及这种材料和这种材料制备的复合材料的制备方法。

[0004] 本发明的高频软磁材料是一种由金属间化合物构成的粉末，这种材料是按照2∶17的原子个数比配比而成，具体讲本发明的材料是Nd2(CoFe)17的粉末。

[0005] 本发明的高频软磁材料的制备方法是按材料配比将钕和钴、铁熔炼成锭，再将锭加热进行充分均匀化处理，或者按材料配比将钕和钴、铁过渡族金属熔炼成锭后采用熔体快淬法制成薄带，再将经均匀化处理后的锭或用熔体快淬法制成薄带粉碎、研磨成小于等于5微米的粉末。

[0006] 用本发明的材料制备高频磁性复合材料的方法是将所述的材料放入未固化的粘结材料中，经充分混合均匀后再放入非磁性材料制作的模具内，将模具置于磁场中，同时使模具在磁场中旋转，如此对材料进行取向处理直到粘结材料固化，这里所述的粘结材料为树脂或石腊、或聚乙烯、或聚丙烯等高分子材料。

[0007] 制备本发明的高频磁性复合材料的方法中，高频软磁材料与与未固化时的粘结材-4料混合的比例为体积比为3∶1～7∶1，取向处理时磁场为10 ～10特斯拉，模具旋转速度为1～200转/分。这样会有最佳的效果。

[0008] 本发明的材料是一种2∶17平面型金属间化合物，相比较于传统铁氧体有着更高的饱和磁化强度和各项异性场，能够工作在更高的频段，而电阻率比金属软磁材料要高很多，能有效地降低涡流损耗，再次，本发明有着平面各向异性，能在提高共振频率的同时保持高的磁导率，有利于在高频得到高的复数磁导率，因而是一种很有发展潜力的高频磁性材料。

[0009] 本发明的高频软磁材料在高频条件下有较高的磁导率以及宽的共振频率，本发明到高频磁性复合材料能在高频(≥1GHz)保持更高的磁导率及更宽的共振频率，因此本发明的材料及复合材料可广泛用于屏蔽和消除电磁干扰，满足现代仪器对小型化、集成化和高效率的要求以及隐身技术和仪器仪表等领域。

附图说明

[0010] 附图1为本发明实例1材料取向前后X射线衍射谱图。

[0011] 附图2为本发明实例1材料取向前后复数导磁率与频率关系图。

具体实施方式

[0012] 以下是本发明的实施例。

[0013] 称取2.330g钕、6.473g钴和1.534g铁，在氩气保护下熔炼成铸锭。放在真空石英管中在1000℃均匀化热处理一周。将经过均匀化热处理的铸锭用玛瑙研钵研磨成大约10-100微米的颗粒，研磨过程是在正己烷液体的保护下进行的，采用正己烷的目的是为了防止氧化，其加入量能覆盖样品即可，所得的材料在飞利浦公司的X’Pert PRO的衍射仪中测量其晶体结构所得结果见图1。然后将颗粒用行星式球磨机加入60ml正己烷磨制成小于或等于5微米的粉末，球磨时球与料的质量比为10∶1，球磨速度200r/min，球磨时间设定为16h，后将样品放在干燥箱(30℃)内干燥备用。球磨后样品的X射线衍射谱图见附图
1，实测样品复数导磁率与频率关系见图2。由图1可见样品具有2∶17型晶体结构，球磨后样品有少量的α-FeCo析出。

[0014] 称取一定量的球磨磁粉，加入质量比为100∶1、用异丙醇稀释的钛酸酯偶联剂中，在超声波细胞粉碎机内超声处理30分钟，超声功率为180W，使钛酸酯偶联剂充分吸附到磁粉上。超声后磁粉与石蜡以35％体积浓度混合均匀后，置入非磁性材料制备的模具内，将模具加热到100度左右，使其呈熔融态，将模具放入磁场内旋转取向，磁场大小为0.8～1.2T(特斯拉)，旋转的速度约为1～20转/分，持续约15分钟后，待样品冷却固化后用压机将样品压成内径为3.04mm，外径为7.00mm，厚度为1.5～3mm环状样品。为便于对比，同时制备不经磁场处理的对比样品，同样压成内径为3.04mm，外径为7.00mm，厚度为1.5～
3mm环状样品。将所得的两份测试样品在飞利浦公司的X’Pert PRO的衍射仪中测量其晶体结构所得结果见图1，在安捷伦E8363B矢量网络分析仪中测量其微波磁性实测所得结果见图2。由图1可见，经过取向后样品的X射线衍射谱图只显示单一的衍射峰，这证明了样品具有平面型磁晶各向异性，也证明了样品取向是完全的。由附图2可以看出，取向样品起始磁导率明显大于未取向样品，可以达到3.8。