一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及錳鋅鐵氧體材料領域，特別是涉及一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體及其制備方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的高磁導率鐵氧體材料常用于脈沖變壓器中。隨著現(xiàn)代電子技術的快速發(fā)展，高磁導率錳鋅鐵氧體的應用范圍由原來的脈沖變壓器逐步擴大到電磁濾波器、扼流圈、感應器等領域，應用領域越來越廣。
[0003]隨著鐵氧體材料應用范圍的擴大及電子設備的發(fā)展，對鐵氧體材料的性能要求也越來越高，如頻率穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、時間穩(wěn)定性等，以滿足電子行業(yè)發(fā)展的需求及應用環(huán)境變化對產(chǎn)品適應性能的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體及其制備方法，能夠解決當前科技環(huán)境下對錳鋅鐵氧體材料性能的要求。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體，包括:主體體系和摻雜體系;所述主體體系和摻雜體系的質(zhì)量比為12?18:1;所述主體體系由如下組分構(gòu)成:Fe2O3 53?54.5mol%、Zn0 16.5?18.511101%，其余為 MnO ；所述摻雜體系包括 CaCO3、ZrO2、Mo03、WO3、Bi203、CaO、SnO 和 T12。
[0006]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述Ca⑶3、ZrO2、Mo03、TO3、Bi2O3、CaO、SnO和T12的質(zhì)量比為3?5:1?2:0.5?1.5:0.5?1:2?3:8?12:0.3?0.8:1?3。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟:
(1)稱料:按配方稱取主體體系和摻雜體系的各組分備用；
(2)預燒:將步驟(I)中稱取的主體體系的各組分加入馬弗爐中，在一定溫度下預燒；
(3)混合研磨:將步驟(2)中預燒后的主體體系轉(zhuǎn)入球磨機內(nèi)，先研磨30?60min，然后邊研磨邊緩慢加入步驟(I)中稱好的摻雜體系，加畢，混合研磨I?3h ；
(4)制漿:向步驟(3)中研磨后的混合物料中加入占物料總重量50%的水，攪拌形成混合液，再加入一定量分散劑溶液，攪拌混合成為漿料；
(5)制備坯料:將步驟(4)中濕研磨后的混合漿料經(jīng)壓濾、半干燥后，壓制成坯塊；
(6)燒結(jié)成型:將步驟(5)中得到的坯塊放入程序燒結(jié)爐內(nèi)，采用平衡氧分壓法燒結(jié)成型，冷卻后得到所述寬頻高電磁性能錳鋅鐵氧體。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟(2)中，所述預燒工藝為:溫度850?1050°C，時間I?2h。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟(3)中，所述研磨速率為150?300r/min，所述摻雜體系的加入速率為5?I Og/min。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟(4)中，所述分散劑為質(zhì)量濃度為12?16%的PVA溶液，其加入量占所述物料總重量的3?5%。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟(6)中，所述燒結(jié)工藝條件為:氧氣含量為
0.10?0.18%，以100?200°(3/1^11的速率從室溫升溫至850?1050°(3，恒溫保持30?601^11，再以30?50°C/min的速率升溫至1250°C，恒溫燒結(jié)I?3h，然后以30?50°C/min的速率從1200°C降溫至500°C，再關閉電源，隨爐冷卻至室溫。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法簡便，容易實現(xiàn)，其通過科學的配方設計和合理的燒結(jié)工藝，使所制備的錳鋅鐵氧體具備優(yōu)異的飽和磁通密度和較低的功率損耗，使用溫度范圍寬，當前科技環(huán)境下的使用要求，市場前景廣闊。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]本發(fā)明實施例包括:
實施例1
一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體，包括:主體體系和摻雜體系;所述主體體系和摻雜體系的質(zhì)量比為12:1 ;所述主體體系由如下組分構(gòu)成:Fe203 53mol%、Zn018.5mol%，其余為MnO;所述摻雜體系包括質(zhì)量比為3:1:0.5:0.5:2:8:0.3:1的CaC03、Zr02、MoO3、W03、Bi2O3、CaO、SnO 和 T12。
[0015]上述寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟:
(1)稱料:按配方稱取主體體系和摻雜體系的各組分備用；
(2)預燒:將步驟(I)中稱取的主體體系的各組分加入馬弗爐中，在850°C下預燒2h；
(3)混合研磨:將步驟(2)中預燒后的主體體系轉(zhuǎn)入球磨機內(nèi)，以150r/min的速率先研磨60min，然后邊研磨邊以5g/min的速率緩慢加入步驟(I)中稱好的摻雜體系，加畢，混合研磨3h;
(4)制漿:向步驟(3)中研磨后的混合物料中加入占物料總重量50%的水，攪拌形成混合液，再加入占所述物料總重量的3%的質(zhì)量濃度為12%的PVA溶液，攪拌混合成為漿料；
(5)制備坯料:將步驟(4)中濕研磨后的混合漿料經(jīng)壓濾、半干燥后，壓制成坯塊；
(6)燒結(jié)成型:將步驟(5)中得到的坯塊放入程序燒結(jié)爐內(nèi)，采用平衡氧分壓法燒結(jié)成型，冷卻后得到所述寬頻高電磁性能錳鋅鐵氧體;具體為:控制爐內(nèi)氧氣含量為0.10%，以200°C/min的速率從室溫升溫至1050°C，恒溫保持30min，再以50°C/min的速率升溫至12500C，恒溫燒結(jié)3h，然后以50°C/min的速率從1200°C降溫至500°C，再關閉電源，隨爐冷卻至室溫O
[0016]實施例2
一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體，包括:主體體系和摻雜體系;所述主體體系和摻雜體系的質(zhì)量比為18:1;所述主體體系由如下組分構(gòu)成:Fe2O3 54.5mol%、Zn016.5mol%，其余為MnO;所述摻雜體系包括質(zhì)量比為5:2: 1.5: I:3: 12:0.8:3的Ca⑶3、ZrO2、MoO3、W03、Bi2O3、CaO、SnO 和 T12。
[0017]上述寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟:
(1)稱料:按配方稱取主體體系和摻雜體系的各組分備用；
(2)預燒:將步驟(I)中稱取的主體體系的各組分加入馬弗爐中，在850°C下預燒2h；
(3)混合研磨:將步驟(2)中預燒后的主體體系轉(zhuǎn)入球磨機內(nèi)，以300r/min的速率先研磨30min，然后邊研磨邊以10g/min的速率緩慢加入步驟(I)中稱好的摻雜體系，加畢，混合研磨3h;
(4)制漿:向步驟(3)中研磨后的混合物料中加入占物料總重量50%的水，攪拌形成混合液，再加入占所述物料總重量的5%的質(zhì)量濃度為16%的PVA溶液，攪拌混合成為漿料；
(5)制備坯料:將步驟(4)中濕研磨后的混合漿料經(jīng)壓濾、半干燥后，壓制成坯塊；
(6)燒結(jié)成型:將步驟(5)中得到的坯塊放入程序燒結(jié)爐內(nèi)，采用平衡氧分壓法燒結(jié)成型，冷卻后得到所述寬頻高電磁性能錳鋅鐵氧體;具體為:控制爐內(nèi)氧氣含量為0.18%，以200°C/min的速率從室溫升溫至850°C，恒溫保持60min，再以30°C/min的速率升溫至12500C，恒溫燒結(jié)Ih，然后以30°C/min的速率從1200°C降溫至500°C，再關閉電源，隨爐冷卻至室溫O
[0018]上述方法制得的錳鋅鐵氧鐵，經(jīng)檢測，其在25°C時的飽和磁通密度為780?800mT，100°C的飽和磁通密度為650?700mT; 100°C，10kHz，200mT條件下的功率損耗小于320kW/
m3o
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體，其特征在于，包括:主體體系和摻雜體系;所述主體體系和摻雜體系的質(zhì)量比為12?18:1 ；所述主體體系由如下組分構(gòu)成:Fe2O353 ?54.5mol%、Zn0 16.5?18.5mol%，其余為 MnO;所述摻雜體系包括 CaCO3、ZrO2、Mo03、WO3、Bi203、Ca0、Sn(^PTi02。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體，其特征在于，所述〇&0)3、2102、]?003、肌3、81203、0&0、5110和1^02的質(zhì)量比為3?5:1?2:0.5?1.5:0.5?1:2?3:8?12:0.3?0.8:1?3ο3.—種如權(quán)利要求1或2所述的寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)稱料:按配方稱取主體體系和摻雜體系的各組分備用； (2)預燒:將步驟(I)中稱取的主體體系的各組分加入馬弗爐中，在一定溫度下預燒； (3)混合研磨:將步驟(2)中預燒后的主體體系轉(zhuǎn)入球磨機內(nèi)，先研磨30?60min，然后邊研磨邊緩慢加入步驟(I)中稱好的摻雜體系，加畢，混合研磨I?3h ； (4)制漿:向步驟(3)中研磨后的混合物料中加入占物料總重量50%的水，攪拌形成混合液，再加入一定量分散劑溶液，攪拌混合成為漿料； (5)制備坯料:將步驟(4)中濕研磨后的混合漿料經(jīng)壓濾、半干燥后，壓制成坯塊； (6)燒結(jié)成型:將步驟(5)中得到的坯塊放入程序燒結(jié)爐內(nèi)，采用平衡氧分壓法燒結(jié)成型，冷卻后得到所述寬頻高電磁性能錳鋅鐵氧體。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述預燒工藝為:溫度850?1050°C，時間I?2h。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述研磨速率為150?300r/min，所述摻雜體系的加入速率為5?10g/mino6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述分散劑為質(zhì)量濃度為12?16%的PVA溶液，其加入量占所述物料總重量的3?5%。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，所述燒結(jié)工藝條件為:氧氣含量為0.10?0.18%，以100?200°C/min的速率從室溫升溫至850?1050°C，恒溫保持30?60min，再以30?50°C/min的速率升溫至1250°C，恒溫燒結(jié)I?3h，然后以30?50°C/min的速率從1200°C降溫至500°C，再關閉電源，隨爐冷卻至室溫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體及其制備方法，包括主體體系和摻雜體系；所述主體體系和摻雜體系的質(zhì)量比為12～18：1；所述制備方法為：（1）稱料；（2）預燒；（3）混合研磨；（4）制漿；（5）制備坯料；（6）燒結(jié)成型。本發(fā)明一種寬溫高飽和磁通密度低損耗錳鋅鐵氧體的制備方法簡便，容易實現(xiàn)，其通過科學的配方設計和合理的燒結(jié)工藝，使所制備的錳鋅鐵氧體具備優(yōu)異的飽和磁通密度和較低的功率損耗，使用溫度范圍寬，當前科技環(huán)境下的使用要求，市場前景廣闊。
【IPC分類】C04B35/64, C04B35/26, C04B35/626
【公開號】CN105503165
【申請?zhí)枴緾N201510977139
【發(fā)明人】柯孝楊
【申請人】蘇州冠達磁業(yè)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月23日