本發(fā)明涉及磁性材料，尤其涉及一種磁性復(fù)合膠、制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、目前磁性元器件制造領(lǐng)域中，常規(guī)導(dǎo)磁膠主要由環(huán)氧類膠粘劑作為基體材料，配合固化劑、增韌劑及羰基鐵粉等組分復(fù)合而成；或采用聚苯乙烯、聚乙烯等高分子材料與鐵氧體粉末、羰基鐵粉共混制備。此類材料主要承擔(dān)磁介質(zhì)粘接成型及顆粒絕緣的雙重功能；一方面通過粘接作用實(shí)現(xiàn)鐵氧體粉末的定型加工，另一方面通過隔離鐵粉顆粒降低交變磁場(chǎng)中的渦流損耗，從而提升磁芯品質(zhì)因數(shù)。
2、然而經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，現(xiàn)有導(dǎo)磁膠技術(shù)存在以下顯著缺陷：
3、1、高頻工況適應(yīng)性差：當(dāng)工作頻率超過5mhz時(shí)，材料介電損耗急劇升高，導(dǎo)致電流承載能力顯著下降；
4、2、熱穩(wěn)定性不足：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間狹窄（80-100℃），熱膨脹系數(shù)與磁性基體材料失配率＞15%，引發(fā)高溫界面剝離；
5、3、散熱性能缺失：導(dǎo)熱系數(shù)普遍低于0.3w/(m·k)，無法有效傳導(dǎo)高頻工況下產(chǎn)生的焦耳熱；
6、4、電磁綜合效能低下：相對(duì)磁導(dǎo)率，損耗角正切值，難以滿足高頻變壓器能效要求；
7、5、電磁屏蔽效能不足：在1-10ghz頻段內(nèi)屏蔽效能＜20db，導(dǎo)致變壓器噴涂層及外殼無法實(shí)現(xiàn)有效電磁輻射抑制。
8、上述技術(shù)缺陷嚴(yán)重制約了高頻磁性器件向小型化、高功率密度方向的發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種磁性復(fù)合膠、制備方法及應(yīng)用，解決上述技術(shù)問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種磁性復(fù)合膠，磁性復(fù)合膠的結(jié)構(gòu)特征為多尺度異質(zhì)界面，其按重量百分比包括以下組分：15%-30%的環(huán)氧樹脂基體、油漆或者硅膠、10%-99%的石墨烯、30%-60%的磁粉、5%-20%的鐵硅合金粉以及0.5%-1.0%的硅烷偶聯(lián)劑；
3、復(fù)合膠中關(guān)鍵界面反應(yīng)生成?化學(xué)橋接結(jié)構(gòu)，硅烷偶聯(lián)劑與磁粉的鍵合為fe/si/al顆粒表面≡si-o-fe/si/al，其中鍵類型?為共價(jià)鍵，鍵能為103.5ev。
4、優(yōu)選的，石墨烯的純度大于99.9%，且層數(shù)小于6層；鐵硅合金粉的目數(shù)為50目-300目。
5、一種磁性復(fù)合膠的制備方法，包括以下步驟：
6、s1、按重量組分準(zhǔn)備環(huán)氧樹脂基體、油漆或者硅膠、石墨烯、磁粉、鐵硅合金粉以及硅烷偶聯(lián)劑；
7、s2、超聲波混合：鐵硅合金粉及磁粉裝入密封的恒溫超聲波罐內(nèi)，進(jìn)行超聲波分散處理，得到復(fù)合材料；
8、s3、球磨處理：向復(fù)合材料中加入硅烷偶聯(lián)劑和鋼珠，進(jìn)行球磨處理，得到粉體復(fù)合材料；
9、s4、剪切乳化：向粉體復(fù)合材料加入油漆、環(huán)氧樹脂或硅膠，進(jìn)行剪切乳化處理，獲得磁性復(fù)合膠。
10、優(yōu)選的，在步驟s2中，超聲混合的時(shí)間為4h，溫度為100℃。
11、優(yōu)選的，在步驟s3中，球磨處理時(shí)間為4h，溫度為100℃，ph值為6；
12、在步驟s3中，硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生如下水解與縮合反應(yīng)：
13、
14、。
15、優(yōu)選的，在步驟s4中，剪切乳化時(shí)間為6h；
16、當(dāng)添加環(huán)氧樹脂時(shí)與粉體復(fù)合材料中的氨基發(fā)生如下偶聯(lián)反應(yīng)：
17、。
18、磁性復(fù)合膠在電感涂覆、變壓器外部噴涂、鐵氧體磁芯上金屬化電極、線圈、旁路屏蔽、熱輻射傳導(dǎo)、磁芯封裝、電磁屏蔽和濾波器上的應(yīng)用。
19、因此，本發(fā)明采用上述一種磁性復(fù)合膠、制備方法及應(yīng)用，具有的有益效果為：
20、1、提高磁通量約15%以上：通過引入石墨烯、鐵硅合金粉和磁粉，顯著提升了磁導(dǎo)率；具體來說，石墨烯具備優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，可以有效降低材料內(nèi)部的電阻，減少磁滯損耗，同時(shí)，鐵硅合金粉和磁粉的加入進(jìn)一步增強(qiáng)了材料的磁感應(yīng)強(qiáng)度，使得磁通量在相同條件下提高了約15%以上；這不僅提升了材料的整體磁性能，還為高頻電感器和變壓器等應(yīng)用提供了更高效的能量傳遞；
21、2、具有優(yōu)異的寬頻電磁波屏蔽效能：通過優(yōu)化填料種類和分布，實(shí)現(xiàn)了對(duì)寬頻電磁波的有效屏蔽；其原理在于，石墨烯和磁粉能夠吸收并耗散不同頻率范圍內(nèi)的電磁能量，從而阻止電磁波穿透材料表面；此外，超聲波分散和球磨工藝確保了填料的均勻分布，形成了多層結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽屏障，有效地覆蓋了從低頻到高頻的廣泛頻段，這種寬頻電磁波屏蔽特性對(duì)于電子設(shè)備中的抗干擾設(shè)計(jì)至關(guān)重要，尤其適用于無線通信、雷達(dá)和微波技術(shù)領(lǐng)域；
22、3、可降低渦流損耗，提升高頻應(yīng)用下的效率：通過引入高導(dǎo)電性的石墨烯和高磁導(dǎo)率的磁粉，有效抑制了渦流的產(chǎn)生；具體而言，石墨烯的二維結(jié)構(gòu)可以分散電流路徑，減少集中效應(yīng)，而磁粉則提高了磁路的耦合效率，降低了磁場(chǎng)能量的無用消耗；因此，在高頻電流下，材料的渦流損耗大幅降低，顯著提升了整體工作效率，減少了能量損失和熱量積累；
23、4、高頻低損耗的場(chǎng)景的運(yùn)用具有低矯頑力、高磁導(dǎo)率和低磁滯損耗：首先低矯頑力意味著材料在磁場(chǎng)變化時(shí)所需的反向磁化能量較小，有助于快速響應(yīng)高頻信號(hào)的變化；其次，高磁導(dǎo)率使得材料能夠在較低的磁場(chǎng)強(qiáng)度下實(shí)現(xiàn)高效的磁通傳輸，進(jìn)一步提高了能量利用效率；其次，低磁滯損耗減少了磁場(chǎng)反復(fù)磁化過程中的能量損失，延長(zhǎng)了器件的工作壽命，特別適用于需要長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的高頻電感器和變壓器；
24、5、延長(zhǎng)器件的使用壽命：通過提高材料的磁導(dǎo)率和減少磁滯損耗，顯著提升了器件的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度；具體來說，材料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)路徑得到優(yōu)化，熱量能夠迅速散發(fā)，避免了局部過熱現(xiàn)象，同時(shí)高強(qiáng)度的復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠承受更大的應(yīng)力和振動(dòng)，保證了器件在復(fù)雜環(huán)境下的長(zhǎng)期可靠性；此外，材料的抗氧化和耐腐蝕性能也得到了增強(qiáng)，進(jìn)一步延長(zhǎng)了器件的使用壽命，降低了維護(hù)成本；
25、6、輕量化、高強(qiáng)度和電磁屏蔽：采用了輕質(zhì)且高強(qiáng)度的石墨烯和磁粉作為填料，既減輕了材料的重量，又保持了良好的力學(xué)性能；石墨烯的二維結(jié)構(gòu)賦予材料卓越的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性，使其能夠在較薄的情況下仍具備足夠的支撐力；同時(shí)，磁粉的存在增強(qiáng)了材料的電磁屏蔽效果，形成了一種兼具輕量化、高強(qiáng)度和電磁屏蔽特性的新型復(fù)合材料，這種材料特別適用于航空航天、汽車電子和便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域，既能減輕重量，又能提供可靠的電磁防護(hù)。
26、下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
1.一種磁性復(fù)合膠，其特征在于：磁性復(fù)合膠的結(jié)構(gòu)特征為多尺度異質(zhì)界面，其按重量百分比包括以下組分：15%-30%的環(huán)氧樹脂基體、油漆或者硅膠、10%-99%的石墨烯、30%-60%的磁粉、5%-20%的鐵硅合金粉以及0.5%-1.0%的硅烷偶聯(lián)劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性復(fù)合膠，其特征在于：石墨烯的純度大于99.9%，且層數(shù)小于6層；鐵硅合金粉的目數(shù)為50目-300目。
3.如上述權(quán)利要求1或2所述的一種磁性復(fù)合膠的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性復(fù)合膠的制備方法，其特征在于：在步驟s2中，超聲混合的時(shí)間為4h，溫度為100℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性復(fù)合膠的制備方法，其特征在于：在步驟s3中，球磨處理時(shí)間為4h，溫度為100℃，ph值為6；
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性復(fù)合膠的制備方法，其特征在于：在步驟s4中，剪切乳化時(shí)間為6h；
7.一種磁性復(fù)合膠在電感涂覆、變壓器外部噴涂、鐵氧體磁芯上金屬化電極、線圈、旁路屏蔽、熱輻射傳導(dǎo)、磁芯封裝、電磁屏蔽和濾波器上的應(yīng)用。