一种高Bs高强度软磁铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高Bs高强度软磁铁氧体材料及其制备方法。其中，该软磁铁氧体材料的组成成分及各成分的含量如下：Fe

【技术实现步骤摘要】
一种高Bs高强度软磁铁氧体材料及其制备方法
本身请涉及软磁铁氧体材料领域，尤其是一种高Bs高强度软磁铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
随着整机产品向小型化方向发展的加剧以及表面贴装技术的进步，磁性元件：如磁性变压器、DC-DC转换器、逆变器、滤波器、传感器等出现了相应的片式化产品，在未来几年将逐渐成为市场主流。绕线功率电感作为DC-DC转换器中的重要元器件，目前在朝着小型化和大电流化的方向发展。绕线功率电感的小型化，意味着对对材料的机械强度的要求提高；绕线功率电感的大电流化，意味着对材料的Bs的要求提高。为对应绕线功率电感的要求，开发对应的高Bs高强度软磁铁氧体材料非常必要。在国内已有一些相关高Bs高强度软磁铁氧体材料及其制备方法的专利，具体如下：（1）公开号为CN102603279A，公开日为2012.07.25，专利技术名称为“一种高强度高Bs镍锌铁氧体及其制备方法”的中国专利公开了一种功率电感适用的高强度高Bs镍锌铁氧体及其制备方法。该镍锌铁氧体主成分为氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜，以各自标准物计的含量为：Fe2O349~52.5mol%、NiO20~29.5mol%、ZnO18~28mol%、CuO2.5~5mol%；副成分包括碳酸钙、氧化钴、氧化锆、碳酸锂、五氧化二钒和二氧化硅，副成分相对主成分总量，以各自标准物计的含量为：CaCO30.03~0.15wt%，Co2O30.01~0.05wt%，ZrO20.03~0.13wt%，Li2CO30.03~0.10wt%，V2O50.03~0.15wt%，SiO20.01~0.10wt%。采用氧化物法制备，在一定条件下烧结。烧结后制品的结晶晶粒尺寸为3~5μm，晶界鲜明，制品具有高强度和高直流偏置的特点，适应功率电感的小型化对材料的高强度和高直流偏置的双重要求。（2）公开号为CN103214233A，公开日为2013.07.24，专利技术名称为“高Tc、宽温超高BsMnZn铁氧体材料及制备方法”的中国专利公开了一种高Tc、宽温超高BsMnZn铁氧体材料及制备方法，属于铁氧体材料制备
该专利技术的铁氧体材料由主料和掺杂剂组成，其主料包括：58.0-62.0mol%Fe2O3，10.0-15.0mol%ZnO，4.0-6.0mol%NiO，余量为MnO；按重量百分比，并以预烧后的主料为参考基准，以氧化物计算，掺杂剂包括：0.001-0.30wt%MoO3、0.01-0.40wt%Bi2O3、0.001-0.05wt%SnO2、0.001-0.05wt%Nb2O5、0.001-0.20wt%Ta2O5。该专利技术具有高居里温度(Tc≥320℃)、宽温高Bs(25℃，Bs≥600mT；100℃，Bs≥490mT)及较低损耗(100℃、100kHz200mT，PL≤800kW/m3)等特性。（3）公开号为CN103382105A，公开日为2013.11.06，专利技术名称为“一种镍锌软磁铁氧体材料及其制备方法”的中国专利公开了一种镍锌软磁铁氧体材料及其制备方法，其主成分按摩尔份计包括：11.5-12molNiO、32-32.5molFe3O4、12-12.5molZnO、5.2-5.5molV2O5、0.2-0.3molWO3，主成分中添加的改性杂质按照占所述镍锌软磁铁氧体材料的重量计包括：460-480ppmHfO2、310-330ppm硼化铬、250-280ppm二硫化钼、80-120ppmTi2O、480-520ppmPtO2。可见，现有的磁铁氧体材料的结构强度有待进一步提升，且并未兼顾较佳的磁导率和饱和磁感应强度。
技术实现思路
本申请提供一种高Bs高强度软磁铁氧体材料及其制备方法，进一步提升软磁铁氧体材料的结构强度、磁导率和饱和磁感应强度。根据本申请的第一方面，本申请提供一种高Bs高强度软磁铁氧体材料，其特征在于，其组成成分及各成分的含量如下：Fe2O359.15~72.35wt%、NiO13.09~15.3wt%、ZnO10.93~14.05wt%、CuO2.26~3.95wt%、FeSiAl合金粉2.5~6.5wt%、、Mn3O40.25~0.75wt%、Co2O30.1~0.2wt%、Bi2O30.01~0.1wt%。优选的，Fe2O3、NiO、ZnO、CuO、Mn3O4、Co2O3和Bi2O3的平均粒径为1.0~2.0μm，FeSiAl合金粉的平均粒径为2~5μm。优选的，所述高Bs高强度软磁铁氧体材料的组成成分及各成分的含量优选如下：Fe2O365.30wt%、NiO13.09wt%、ZnO13.13wt%、CuO3.28wt%、FeSiAl合金粉4.50wt%、、Mn3O40.50wt%、Co2O30.15wt%、Bi2O30.05wt%。根据本申请的第二方面，本申请提供一种制备上述的高Bs高强度软磁铁氧体材料的方法，包括如下步骤：（1）混合：将所述高Bs高强度软磁铁氧体材料的各组成成分依其配比配料后进行湿法混合，使用去离子水作为溶剂，混合时间为60~70分钟；（2）喷雾干燥：将混合好的浆料在喷雾塔中进行干燥，喷雾塔进风温度控制在220±10℃，喷雾塔出风温度控制在100±10℃；（3）预烧：将喷雾干燥后的材料在保护气氛电阻炉中进行预烧，预烧温度控制在830±20℃，预烧时间为120~180分钟，预烧气氛为氮气保护，氧含量控制为1%~2%；（4）粉碎：在上步预烧得到的预烧料进行湿法粉碎，使用去离子水作为溶剂，粉碎时间为60~80分钟，粉碎后料浆粒径控制在1.0~1.3μm；（5）喷雾造粒：在上步的浆料中加入相当于材料重量的10~13%的PVA，在喷雾塔中进行干燥得到颗粒料，喷雾塔进风温度控制在220±10℃，喷雾塔出风温度控制在100±10℃；（6）压制：将上步的颗粒料采用粉末成型机压制得到坯件，坯件的压制密度控制在(3.3±0.15)g/cm3；（7）烧结：在保护气氛箱式电阻炉中进行烧结，烧结温度控制在1100℃~1150℃，保温120~180分钟，烧结气氛为氮气保护，氧含量控制为1%~1.5%。优选的，还包括步骤（8）冷却，在坯件烧结结束后随炉冷却至室温。优选的，所述混合时间为65分钟，喷雾塔进风温度控制在220℃，喷雾塔出风温度控制在100℃，预烧温度控制在830℃，预烧时间为150分钟，预烧气氛氧含量控制为1.5%，粉碎时间为70分钟，粉碎后料浆粒径控制在1.15μm，加入的PVA位材料重量的11.5%，坯件的压制密度控制在3.3g/cm3，烧结温度控制在1125℃，保温150分钟。本申请的有益效果是，本专利技术采用合理的主配方，通过调整NiO、ZnO、Co2O3的含量来调整材料的磁导率；通过调整FeSiAl合金粉和Mn3O4的添加量来调整材料的Bs；加入一定量的Bi2O3促进晶粒生长，获得致密的结晶状态。本专利技术的材料具有较好的电磁性能和较高的机械强度的特点，适应绕线功率电感的要求。材料的性能指标如下：1.起始磁导率μi：200(1±20%)；2.饱和磁感应强度Bs：500(1±5%)mT；3.强度S：≥3N，方中柱工字型样品摆折强度。附图说明图1为实施例1的软磁铁氧体材料的微观结构图；图2为对比例1的材料的微观结构图。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高Bs高强度软磁铁氧体材料，其特征在于，其组成成分及各成分的含量如下：Fe

【技术特征摘要】
1.一种高Bs高强度软磁铁氧体材料，其特征在于，其组成成分及各成分的含量如下：Fe2O359.15~72.35wt%、NiO13.09~15.3wt%、ZnO10.93~14.05wt%、CuO2.26~3.95wt%、FeSiAl合金粉2.5~6.5wt%、、Mn3O40.25~0.75wt%、Co2O30.1~0.2wt%、Bi2O30.01~0.1wt%。2.根据权利要求1所述的软磁铁氧体材料，其特征在于：Fe2O3、NiO、ZnO、CuO、Mn3O4、Co2O3和Bi2O3的平均粒径为1.0~2.0μm，FeSiAl合金粉的平均粒径为2~5μm。3.根据权利要求1或2所述的软磁铁氧体材料，其特征在于：所述高Bs高强度软磁铁氧体材料的组成成分及各成分的含量优选如下：Fe2O365.30wt%、NiO13.09wt%、ZnO13.13wt%、CuO3.28wt%、FeSiAl合金粉4.50wt%、、Mn3O40.50wt%、Co2O30.15wt%、Bi2O30.05wt%。4.一种制备如权利要求1-3任意一项所述的高Bs高强度软磁铁氧体材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）混合：将所述高Bs高强度软磁铁氧体材料的各组成成分依其配比配料后进行湿法混合，使用去离子水作为溶剂，混合时间为60~70分钟；（2）喷雾干燥：将混合好的浆料在喷雾塔中进行干燥，喷雾塔进风温度控制在220±10℃，喷雾塔出风温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明勇，王建明，邓大文，
申请(专利权)人：珠海乾牌环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44