一種高性能鐵氧體磁芯材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能鐵氧體磁芯材料，由以下重量份的原料制備制成：氧化鐵50?55、氧化銅4?5、氧化鋅28?32、氧化錳32?35、氧化銥1.5?1.8、氧化鋯2.0?2.4、藻酸并二醇酯0.3?0.4、硅烷偶聯(lián)劑kh5502?2.4、硬脂酸丁酯0.4?0.6、聚氧乙烯季戊四醇醚0.3?0.5、烷基苯磺酸鈣0.4?0.5、石膏粉2?2.5、聚酰胺樹脂2?2.5、硅酸鈉2?2.5、石蠟1?1.4、硅溶膠1.3?2、聚乙烯醇1.4?2、尼龍纖維1.1?1.4、磁性碳粉1.6?2、納米氧化鑭1.3?1.5、去離子水適量；本發(fā)明使用該方法制備的永磁材料，在高溫使用過程中磁性能損耗較低，應(yīng)用前景廣。
【專利說明】
一種高性能鐵氧體磁芯材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鐵氧體材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能鐵氧體磁芯材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，金屬磁粉芯被廣泛應(yīng)用于線路濾波器、輸出電感和開關(guān)電源等領(lǐng)域，金屬磁粉芯是將磁性粉末顆粒與非磁性絕緣介質(zhì)混合均勻后壓制成型的一類軟磁材料，主要分為鐵粉芯、鐵硅磁粉芯、高磁通磁粉芯、鐵硅鋁磁粉芯、鐵硅鎳磁粉芯、鐵鎳鉬磁粉芯和非晶納米晶磁粉芯。將鐵磁性粉末顆粒與絕緣介質(zhì)混合后，進(jìn)行壓制而得到的一種軟磁復(fù)合材料稱為金屬磁粉芯。鐵磁性粉末顆粒經(jīng)過絕緣包覆后在其表面生成了一層絕緣介質(zhì)膜，可以有效的提高磁粉芯的電阻率，降低渦流損耗，因此金屬磁粉芯適用于較高的頻率下，金屬磁粉芯已經(jīng)成為軟磁材料重要的組成部分，由于其具有較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、良好的頻率特性和恒導(dǎo)磁等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，磁粉芯作為電感濾波器、扼流線圈被廣泛的應(yīng)用于電子通訊、雷達(dá)、電源開關(guān)等設(shè)備。隨著通信技術(shù)和電子產(chǎn)品數(shù)字化的發(fā)展，對軟磁鐵氧體和元件提出了新的要求，現(xiàn)在電子通訊行業(yè)需要鐵氧體磁芯具有低磁芯損耗和高磁導(dǎo)率，以滿足現(xiàn)在電器設(shè)備的微型化和高效率的要求，現(xiàn)有的磁芯難以滿足上述要求，目前，隨著電路的不斷升級，電路中的電子元件要求電流更高，需要磁導(dǎo)率高、飽和磁通密度高、附加電流偏磁場后磁導(dǎo)率下降小的磁性元件。金屬磁體相對鐵氧體磁體有更高的飽和磁通密度，金屬材料被當(dāng)作磁體的主體材料作為新的使用對象。但隨著電子產(chǎn)品的小型化、輕薄化發(fā)展，要求電子零件也隨之小型化、輕薄化。然而隨著磁體的小型化，金屬材料中高磁導(dǎo)率的材料往往存在絕緣阻抗低、機(jī)械強(qiáng)度低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高性能鐵氧體磁芯材料。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高性能鐵氧體磁芯材料，由以下重量份的原料制備制成:氧化鐵50-55、氧化銅4-
5、氧化鋅28-32、氧化錳32-35、氧化銥1.5-1.8、氧化鋯2.0-2.4、藻酸并二醇酯0.3-0.4、硅烷偶聯(lián)劑kh5502-2.4、硬脂酸丁酯0.4-0.6、聚氧乙烯季戊四醇醚0.3-0.5、烷基苯磺酸鈣
0.4-0.5、石膏粉2-2.5、聚酰胺樹脂2-2.5、硅酸鈉2-2.5、石蠟1-1.4、硅溶膠1.3-2、聚乙烯醇1.4-2、尼龍纖維1.1-1.4、磁性碳粉1.6-2、納米氧化鑭1.3-1.5、去離子水適量。
[0005]所述一種高性能鐵氧體磁芯材料，由以下具體步驟制備制成:
(1)將氧化鐵、氧化銅、氧化鋅、氧化錳、氧化銥和氧化鋯混合，然后加到球磨機(jī)中磨成細(xì)粉，將硅烷偶聯(lián)劑kh550用去離子水稀釋成溶度為4-6%的溶液，再加入硬脂酸丁酯、烷基苯磺酸鈣、聚氧乙烯季戊四醇醚和藻酸并二醇酯混合均勻，加熱至50-60 0C時加入磁性碳粉和納米氧化鑭以600-800轉(zhuǎn)/分下攪拌分散6-10min，冷卻后備用；
(2)將上述制備的納米混合液體噴涂到細(xì)粉中，再將細(xì)粉置于烘箱中于110-120°C下烘30-45min，然后在230-250°C下烘7-10min，隨后冷卻至室溫； (3)將聚酰胺樹脂加熱至熔融，再加入石膏粉、尼龍纖維和石蠟攪拌均勻，在和步驟(2)制備的產(chǎn)物混合攪拌均勻，之后加到造粒機(jī)中制成100-200目占30Wt%，200-300目占40Wt%，300-400目占20Wt%，400目以上占10Wt%的比例進(jìn)行粒徑配比備用；
(4)將硅酸鈉加入10倍量的去離子水稀釋，再加入硅溶膠、聚乙烯醇攪拌均勻，將步驟
(3)制備的顆粒加入其中抽真空使真空超過-0.9個大氣壓，保持3分鐘，后取出，烘干，放入模具內(nèi)，在磁場中取向并在1.5-2GPa下壓制成坯體，在氬氣保護(hù)下850-980°C下燒結(jié)，保溫2-2.5h，在650-700 °C 下回火 1-1.5h，S卩可得到。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明將金屬磁粉混合研磨成細(xì)粉，使成分之間分散均勻，性能穩(wěn)定，且將本身具有防腐蝕性、抗高溫氧化性和熱穩(wěn)定性的氧化鑭和磁性碳粉涂覆在大幅度提高了磁芯材料的力學(xué)性能、抗震性、高韌性和抗劃傷性能，再采用絕緣粘結(jié)物質(zhì)包覆在其表面，增強(qiáng)顆粒之間的結(jié)合強(qiáng)度，并且阻隔顆粒間的渦流，降低了磁芯材料的渦流損耗，采用不同的粒徑配比使燒結(jié)時尺寸穩(wěn)定性好，體積收縮性小，尺寸精確性高，最后作進(jìn)一步的絕緣處理，在不改變磁導(dǎo)率的情況下提高了絕緣性，降低了磁芯損耗，本發(fā)明使用該方法制備的永磁材料，具有較低的原料成本，并且具備較好的磁性能，在高溫使用過程中磁性能損耗較低，應(yīng)用前景廣。
【具體實(shí)施方式】
[0007]一種高性能鐵氧體磁芯材料，由以下重量份(公斤)的原料制備制成:氧化鐵50、氧化銅4、氧化鋅28、氧化錳32、氧化銥1.5、氧化鋯2.0、藻酸并二醇酯0.3、硅烷偶聯(lián)劑kh5502、硬脂酸丁酯0.4、聚氧乙烯季戊四醇醚0.3、烷基苯磺酸鈣0.4、石膏粉2、聚酰胺樹脂2、硅酸鈉2、石蠟1、硅溶膠1.3、聚乙烯醇1.4、尼龍纖維1.1、磁性碳粉1.6、納米氧化鑭1.3、去離子水適量。
[0008]所述一種高性能鐵氧體磁芯材料，由以下具體步驟制備制成:
(1)將氧化鐵、氧化銅、氧化鋅、氧化錳、氧化銥和氧化鋯混合，然后加到球磨機(jī)中磨成細(xì)粉，將硅烷偶聯(lián)劑kh550用去離子水稀釋成溶度為4%的溶液，再加入硬脂酸丁酯、烷基苯磺酸鈣、聚氧乙烯季戊四醇醚和藻酸并二醇酯混合均勻，加熱至50°C時加入磁性碳粉和納米氧化鑭以600轉(zhuǎn)/分下攪拌分散6min，冷卻后備用；
(2)將上述制備的納米混合液體噴涂到細(xì)粉中，再將細(xì)粉置于烘箱中于110°C下烘30min，然后在230 °C下烘7min，隨后冷卻至室溫；
(3)將聚酰胺樹脂加熱至熔融，再加入石膏粉、尼龍纖維和石蠟攪拌均勻，在和步驟(2)制備的產(chǎn)物混合攪拌均勾，之后加到造粒機(jī)中制成100目占30Wt%，200目占40Wt%，300目占20fft%,400目以上占10Wt%的比例進(jìn)行粒徑配比備用；
(4)將硅酸鈉加入10倍量的去離子水稀釋，再加入硅溶膠、聚乙烯醇攪拌均勻，將步驟
(3)制備的顆粒加入其中抽真空使真空超過個大氣壓，保持3分鐘，后取出，烘干，放入模具內(nèi)，在磁場中取向并在1.5GPa下壓制成坯體，在氬氣保護(hù)下850 °C下燒結(jié)，保溫2h，在650 °C下回火Ih，S卩可得到。
[0009]按照具體實(shí)施例制備的軟磁鐵氧體材料，對其進(jìn)行性能測試，結(jié)果如下:
抗拉強(qiáng)度為174N，磁化強(qiáng)度為272Am2/kg，最大磁芯損耗(lOOKc、200mT):316Kff/m3，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.1T，矯頑力為8.40e，居里溫度為>240 °C。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高性能鐵氧體磁芯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成:氧化鐵50-55、氧化銅4-5、氧化鋅28-32、氧化錳32-35、氧化銥1.5-1.8、氧化鋯2.0-2.4、藻酸并二醇酯0.3-0.4、硅烷偶聯(lián)劑kh5502-2.4、硬脂酸丁酯0.4-0.6、聚氧乙烯季戊四醇醚0.3-0.5、烷基苯磺酸鈣0.4-0.5、石膏粉2-2.5、聚酰胺樹脂2-2.5、硅酸鈉2_2.5、石蠟1_1.4、硅溶膠1.3-2、聚乙烯醇1.4-2、尼龍纖維1.1 -1.4、磁性碳粉1.6-2、納米氧化鑭1.3_1.5、去離子水適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高性能鐵氧體磁芯材料，其特征在于，由以下具體步驟制備制成: (1)將氧化鐵、氧化銅、氧化鋅、氧化錳、氧化銥和氧化鋯混合，然后加到球磨機(jī)中磨成細(xì)粉，將硅烷偶聯(lián)劑kh550用去離子水稀釋成溶度為4-6%的溶液，再加入硬脂酸丁酯、烷基苯磺酸鈣、聚氧乙烯季戊四醇醚和藻酸并二醇酯混合均勻，加熱至50-60 0C時加入磁性碳粉和納米氧化鑭以600-800轉(zhuǎn)/分下攪拌分散6-10min，冷卻后備用； (2)將上述制備的納米混合液體噴涂到細(xì)粉中，再將細(xì)粉置于烘箱中于110-120°C下烘30-45min，然后在230-250°C下烘7-10min，隨后冷卻至室溫； (3)將聚酰胺樹脂加熱至熔融，再加入石膏粉、尼龍纖維和石蠟攪拌均勻，在和步驟(2)制備的產(chǎn)物混合攪拌均勻，之后加到造粒機(jī)中制成100-200目占30Wt%，200-300目占40Wt%，300-400目占20Wt%，400目以上占10Wt%的比例進(jìn)行粒徑配比備用； (4)將硅酸鈉加入10倍量的去離子水稀釋，再加入硅溶膠、聚乙烯醇攪拌均勻，將步驟(3)制備的顆粒加入其中抽真空使真空超過-0.9個大氣壓，保持3分鐘，后取出，烘干，放入模具內(nèi)，在磁場中取向并在1.5-2GPa下壓制成坯體，在氬氣保護(hù)下850-980°C下燒結(jié)，保溫2-2.5h，在650-700 °C 下回火 1-1.5h，S卩可得到。
【文檔編號】H01F1/10GK105967671SQ201610149042
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】徐杰, 周福林, 張文軍, 張文獻(xiàn), 曾性儒, 王玉志, 董文龍
【申請人】天長市昭田磁電科技有限公司