寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體，包括主體組分和輔助組分；主體組分包括Fe

【技術實現步驟摘要】
寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體及其制備方法
本專利技術涉及錳鋅鐵氧體材料領域，特別是涉及一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體及其制備方法。
技術介紹
隨著通信、計算機、網絡等電子信息產業的高速發展，對高性能軟磁鐵氧體的需求與日俱增。其中對高Ui型鐵氧體材料的需求約占全部軟磁鐵氧體需求的25％上，并以年均20％以上的速度增長，市場潛力大，廣泛應用于電子工業和電子技術中，可以做通信設備、測控儀器、家用電器及新型節能燈具等中的寬帶變壓器、脈沖變壓器、電感器、濾波器、共模扼流圈及傳輸系統中的接口變壓器、隔離變壓器等。目前，電子元器件的發展趨勢是小型化、輕量化。高磁導率型錳鋅鐵氧體材料初始磁導率高，適用溫度范圍廣且在高頻率使用條件下電感高阻抗高，能明顯提升濾波器性能，有利于電子元器件小型化、輕量化，符合電子元器件的發展趨勢。所以國內外對超高頻率吸波濾波鐵氧體材料需求量大，發展潛力巨大。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體及其制備方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用的一個技術方案是：提供一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體，包括：主體組分和輔助組分；其中，所述主體組分以各自氧化物計算，包括Fe2O355.5～58mol%，ZnO18～23.5mol%，其余為MnO；所述輔助組分按所述主體組分總重量計，包括CoO30～100ppm、NiO50～200ppm、CuO100～300ppm、SiO2200～1000ppm、Bi2O350～500ppm和MgO0～300ppm中的至少2種。在本專利技術一個較佳實施例中，所述主體組分的純度為99.5wt％以上；所述MnO的氧化物為Mn3O4，其比表面積為14～16m2/g。為解決上述技術問題，本專利技術采用的另一個技術方案是：提供一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟：（1）主體組分稱量及處理：稱取配方量的主體組分混合，然后進行粗研磨，再進行預燒處理；（2）混料：稱取配方量的摻雜組分加入預燒后的主體組分中，先進行粗研磨，再進行細研磨，得到平均粒徑為1.0μm的粒料；（3）制備粒料并壓制成型：向步驟（2）中所得的混合物料中加入成型助劑，然后高速攪拌混勻，再經噴霧造粒、壓制成型，得到磁環或磁塊生坯；（4）燒結成型：將步驟（3）所制得的磁環或磁塊生坯有序裝入到燒結爐內，通過調節窯爐內的氣體環境，完成燒結，得到所述寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體。在本專利技術一個較佳實施例中，所述步驟（1）和（2）中，所述粗研磨的方法為采用振磨機進行振磨粗粉碎，振磨時間為30～60min。在本專利技術一個較佳實施例中，所述步驟（1）中，所述預燒處理的方法為：以10～15℃/min的升溫速率從室溫升高到750～800℃，然后恒溫保持3～5h。在本專利技術一個較佳實施例中，所述步驟（2）中，所述細研磨的方法為采用砂磨機進行振研磨粉碎，研磨時間為60～90min。在本專利技術一個較佳實施例中，所述步驟（3）中，所述成型助劑包括PVA溶液和硬脂酸鋅。在本專利技術一個較佳實施例中，所述PVA溶液的質量濃度為10～15%，占所述混合物料總質量的10～15%。在本專利技術一個較佳實施例中，所述硬脂酸鋅占所述混合物料總質量的0.05～0.1%。在本專利技術一個較佳實施例中，所述步驟（4）中，所述燒結的工藝條件為：先向燒結爐內沖入氮氣，并調節燒結爐內的氧分壓為10～15%，在此氧分壓下以3～5℃/min的升溫速率，從室溫升高到800～850℃，恒溫保持30～60min，然后調節氮氣的充入量，并調節燒結爐內的氧分壓為平衡氧分壓，在此氧分壓下以5～8℃/min的速率繼續升溫至1342～1348℃，恒溫保持5～6h，最后調節氮氣充入量，使氧分壓為零，并隨爐冷卻至室溫。本專利技術的有益效果是：本專利技術一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體，通過富鋅配方及復合摻雜體系的設計，特殊的混料燒結工藝的調整，使得所制備的錳鋅鐵氧體具有超高的初始磁導率、較高的居里溫度和較寬的工作溫度范圍，性能優異，能夠滿足現有小型化、輕量化電子元器件的使用要求，市場前景廣闊。具體實施方式下面對本專利技術的較佳實施例進行詳細闡述，以使本專利技術的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本專利技術的保護范圍做出更為清楚明確的界定。本專利技術實施例包括：實施例1本專利技術揭示了一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體，包括：主體組分和輔助組分；其中，所述主體組分采用高純度的原料，各原料的純度保持在99.5wt％以上，以確保錳鋅鐵氧體的性能。具體地，所述主體組分以各自氧化物計算，包括Fe2O355.5mol%，ZnO23.5mol%，其余為MnO，總量為100%，其中，所述MnO的氧化物為Mn3O4，具有大的比表面積，其比表面積為14～16m2/g。所述輔助組分按所述主體組分總重量計，包括CoO30ppm、NiO50ppm、CuO100ppm、SiO21000ppm、Bi2O350ppm。上述寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟：（1）主體組分稱量及處理：稱取配方量的主體組分混合，然后置于振磨機內進行振磨粗粉碎30min，完成粗研磨，再進行預燒處理，具體方法為以10℃/min的升溫速率從室溫升高到750℃，然后恒溫保持5h；（2）混料：稱取配方量的摻雜組分加入預燒后的主體組分中，先置于振磨機內進行振磨粗粉碎60min，完成粗研磨，再置入砂磨機內砂磨處理60min，完成細研磨，得到平均粒徑為1.0μm的粒料；（3）制備粒料并壓制成型：向步驟（2）中所得的混合物料中加入去離子水和成型助劑，然后高速攪拌混勻成漿，再噴霧造粒，將所得粒料根據需要壓制磁環；所述成型助劑包括PVA溶液和硬脂酸鋅；所述PVA溶液的質量濃度為10%，占所述混合物料總質量的10%；所述硬脂酸鋅占所述混合物料總質量的0.05%；所述去離子水的加入量占所述混合物料總質量的70%；（4）燒結成型：將步驟（3）所制得的磁環或磁塊生坯有序裝入到燒結爐內，生坯裝入量不超過燒結爐體積的1/2，然后先向燒結爐內沖入氮氣，并調節燒結爐內的氧分壓為10%，在此氧分壓下以3℃/min的升溫速率，從室溫升高到800℃，恒溫保持30min，然后調節氮氣的充入量，并調節燒結爐內的氧分壓為平衡氧分壓，在此氧分壓下以5℃/min的速率繼續升溫至1342℃，恒溫保持6h，最后調節氮氣充入量，使氧分壓為零，并隨爐冷卻至室溫，得到所述寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體。上述實施例制備的寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體，經測試，其性能為：初始磁導率為12000（1.0kHz，0.3V，23±3℃）；工作溫度范圍0±2～110±2℃；頻率特性L(100KHz)/L(1KHz)≥95%;L(300KHz)/L(1KHz)≥48%；密度本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體，其特征在于，包括：主體組分和輔助組分；其中，所述主體組分以各自氧化物計算，包括Fe

【技術特征摘要】
1.一種寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體，其特征在于，包括：主體組分和輔助組分；其中，所述主體組分以各自氧化物計算，包括Fe2O355.5～58mol%，ZnO18～23.5mol%，其余為MnO；所述輔助組分按所述主體組分總重量計，包括CoO30～100ppm、NiO50～200ppm、CuO100～300ppm、SiO2200～1000ppm、Bi2O350～500ppm和MgO0～300ppm中的至少2種。


2.根據權利要求1所述的寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體，其特征在于，所述主體組分的純度為99.5wt％以上；所述MnO的氧化物為Mn3O4，其比表面積為14～16m2/g。


3.一種如權利要求1所述的寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
（1）主體組分稱量及處理：稱取配方量的主體組分混合，然后進行粗研磨，再進行預燒處理；
（2）混料：稱取配方量的摻雜組分加入預燒后的主體組分中，先進行粗研磨，再進行細研磨，得到平均粒徑為1.0μm的粒料；
（3）制備粒料并壓制成型：向步驟（2）中所得的混合物料中加入成型助劑，然后高速攪拌混勻，再經噴霧造粒、壓制成型，得到磁環或磁塊生坯；
（4）燒結成型：將步驟（3）所制得的磁環或磁塊生坯有序裝入到燒結爐內，通過調節窯爐內的氣體環境，完成燒結，得到所述寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體。


4.根據權利要求3所述的寬溫高初始磁導率高居里溫度錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）和（2）中，所述粗研磨的方法為采用振磨機進行振磨粗粉碎，振磨時間為30～...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐洋，李美偉，鄒軼，
申請(專利權)人：蘇州冠達磁業有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32