一种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯及其制备方法，其主要由BaCO3、Co2O3、Fe2O3三种原料制备而成，其结构式为3BaO·2CoO·12Fe2O3。其制备方法如下：按化学计量配比称量原料，球磨混料后对获得的物料进行烘干、粉碎、过筛；将过筛后的物料进行预烧，然后加入助烧剂后进行二次球磨混料；将二次球磨物料与PVB溶液、增塑剂和分散剂混合，配制出流延浆料；在PET膜上流延，在磁场中进行水平取向，获得取向一致的流延片；对流延片进行冲压，并对多余的胶水进行排胶，然后烧结，获得各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯。本发明专利技术制备的各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯在1GHz处仍具有高磁导率和高品质因素，可用于制备超高频片式电感。

An anisotropic Co2Z type six ferrite core and its preparation method

The invention discloses an anisotropic Co2Z type six ferrite core and a preparation method thereof, which is mainly composed of BaCO3, Co2O3, Fe2O3 three is prepared with the structural formula 3BaO - 2CoO - 12Fe2O3. The preparation method is as follows: according to the stoichiometric ratio of raw materials weighing, mixing the obtained material after drying, crushing and sieving; the sieve material pre sintering, then adding sintering agent after two milling; two milling material and PVB solution, plasticizer mixing and dispersing agent, preparation of slurry; casting on the PET film, the horizontal orientation in the magnetic field orientation cast sheet is consistent; convection wafer stamping, and the excess glue binder, and sintering, anisotropic Co2Z type six ferrite core. Anisotropic Co2Z type six angle oxygen core prepared by the invention has high permeability and high quality factor in 1GHz, can be used for the preparation of ultra high frequency chip inductor.

【技术实现步骤摘要】
一种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯及其制备方法
本专利技术属于铁氧体磁芯材料制备
，具体涉及一种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯及其制备方法。
技术介绍
电子及信息技术的飞速发展对磁性元件性能提出了更高要求，高性能磁性元件的小型化、高频化、和功率化已成为发展趋势，而磁芯材料是磁性元件的关键。铁氧体磁芯一般是由氧化铁和一种或多种其他金属氧化物或碳酸盐组成，具有磁导率较高，损耗较小的优势，在电子器件中有广泛应用。目前，CN101859622A公布了一种中频低损耗MnZn铁氧体磁芯的制造方法，制造的MnZn铁氧体磁芯具有更低的损耗、更高的饱和磁通密度。CN104045333A公布了一种应用于功率电感的NiZn铁氧体磁芯的制备方法，具有高磁导率、高饱和磁化强度、高强度和高耐热冲击性。但以上两类铁氧体磁芯的工作频率较低，制约着铁氧体磁粉芯的进一步发展和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能有效提高磁芯元件工作频率的各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯及其制备方法。本专利技术提供的这种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯，是由BaCO3、Co2O3、Fe2O3三种原料制备而成，三种组分的摩尔比为3:1:12，其结构式为3BaO·2CoO·12Fe2O3。本专利技术一种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯的制备方法，包括以下制备步骤：(1)按3BaO·2CoO·12Fe2O3化学计量配比称量分析纯BaCO3、Co2O3、Fe2O3原料，加入球磨介质并进行球磨混料，将获得的物料进行烘干、粉碎、过筛；(2)将步骤(1)中过筛后的物料在设定温度条件下进行预烧,然后在预烧料中加入助烧剂后进行二次球磨混料；(3)将步骤(2)中二次球磨的物料与PVB溶液混合，并加入增塑剂和分散剂，配制出流延浆料；(4)将步骤(3)中的流延浆料在PET膜上流延，并在磁场中进行水平取向，烘干后获得铁氧体粉易磁化轴取向一致的流延片；(5)步骤(4)流延片进行冲压，并对多余的胶进行排胶、然后烧结，获得各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯。所述步骤(1)中，球磨介质为氧化锆球，球磨时间为5～6h。所述步骤(2)中的预烧温度为1200～1300℃，预烧时间为2～3h；助烧剂为Bi2O3，其添加量为预烧料重量的1～3％。所述步骤(3)中的PVB溶液浓度为40～50wt％，添加量为二次球磨物料重量的40～50％；增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯，添加量为PVB溶液重量的0.5～1％；分散剂为聚乙二醇辛基苯基醚，添加量为二次球磨物料重量的1～2％。所述步骤(4)中的烘干温度为40～60℃。所述的步骤(5)中排胶温度为230～260℃，时间为10～12h；烧结温度为1200～1300℃，时间为5～7h。本专利技术与现有铁氧体磁芯的制备方法相比具有如下突出优点：1、Co2Z型六角铁氧体因存在强的平面磁晶各向异性，自然共振频率理论上可以达到3.4GHz，并且2GHz频率处仍可以维持超过10的磁导率。本专利技术利用Co2Z型六角铁氧体的特性，制备了一种各向异性磁芯，可以在保持较大的磁导率同时，具有更高的工作频率，可以实现磁性元件小型化、高频化。2、本专利技术采用磁场对Co2Z型六角铁氧体流延片进行水平取向，能获得Co2Z型六角铁氧体易磁化轴取向一致的磁芯，具备更高品质因素。3、本专利技术所述的各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯的制备工艺简单，操作便捷，生产效率高。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2为本专利技术制备的各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯断面SEM图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术实验方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1按照Co2Z型铁氧体的结构式为3BaO·2CoO·12Fe2O3的比例称量原料BaCO3、Co2O3、Fe2O3，加入球磨介质氧化锆球并进行球磨混料5h，将获得的物料进行烘干、粉碎、过筛。将过筛后的物料在1300℃条件下预烧2h，接着在预烧后的物料中加入助烧剂Bi2O3，并进行二次球磨混料，其中Bi2O3添加量为预烧后物料重量的1％，球磨时间为2h。取100g二次球磨后的物料并向其中加入浓度为40wt％的PVB溶液50g，混合均匀后，再加入增塑剂邻苯二甲酸二甲酯0.5g和分散剂聚乙二醇辛基苯基醚2g，配制成流延浆料。采用流延工艺将流延浆料流延在PET膜上，并在磁场中进行水平取向后，于60℃条件下烘干，获得铁氧体粉易磁化轴取向一致的流延片。按照磁芯所需的形状、尺寸规格对流延片进行冲压，并对多余的胶水进行排胶、然后进行烧结，排胶温度为230℃，时间为10h，烧结温度为1300摄氏度，时间为5h，获得各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯，其断面SEM图如图2所示，可见六角形晶粒均取向一致，可保持较大的磁导率同时，且更高的工作频率。最后进行磁性能表征，其磁性能参数如下表：实施例2按照Co2Z型铁氧体的结构式为3BaO·2CoO·12Fe2O3的比例称量原料BaCO3、Co2O3、Fe2O3，加入球磨介质氧化锆球并进行球磨混料5.5h，将获得的物料进行烘干、粉碎、过筛。将过筛后的物料在1250℃条件下预烧2.5h，接着在预烧后的物料中加入助烧剂Bi2O3，并进行二次球磨混料，其中Bi2O3添加量为预烧后物料重量的3％，球磨时间为3h。取100g二次球磨后的物料并向其中加入浓度为45wt％的PVB溶液45g，混合均匀后，再加入增塑剂邻苯二甲酸二甲酯0.25g和分散剂聚乙二醇辛基苯基醚1.5g，配制成流延浆料。采用流延工艺将流延浆料流延在PET膜上，并在磁场中进行水平取向后，于50℃条件下烘干，获得铁氧体粉易磁化轴取向一致的流延片。按照磁芯所需的形状、尺寸规格对流延片进行冲压，并对多余的胶水进行排胶、然后进行烧结，排胶温度为245℃，时间为11h，烧结温度为1250℃，时间为6h，最后获得各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯，并进行测试。其磁性能参数如下表：实施例3按照Co2Z型铁氧体的结构式为3BaO·2CoO·12Fe2O3的比例称量原料BaCO3、Co2O3、Fe2O3，加入球磨介质氧化锆球并进行球磨混料6h，将获得的物料进行烘干、粉碎、过筛。将过筛后的物料在1200℃条件下预烧3h，接着在预烧后的物料中加入助烧剂Bi2O3，并进行二次球磨混料，其中Bi2O3添加量为预烧后物料重量的2％，球磨时间为4h。取100g二次球磨后的物料并向其中加入浓度为50wt％的PVB溶液40g，混合均匀后，再加入增塑剂邻苯二甲酸二甲酯0.2g和分散剂聚乙二醇辛基苯基醚1g，配制成流延浆料。采用流延工艺将流延浆料流延在PET膜上，并在磁场中进行水平取向后，于40℃条件下烘干，获得铁氧体粉易磁化轴取向一致的流延片。按照磁芯所需的形状、尺寸规格对流延片进行冲压，并对多余的胶水进行排胶、然后进行烧结，排胶温度为260℃，时间为12h，烧结温度为1200℃，时间为7h，最后获得各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯，并进行测试。其磁性能参数如下表所示：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯，其特征在于，所述的各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯由BaCO3、Co2O3、Fe2O3三种原料制备而成，三种组分的摩尔比为3:1:12，其结构式为3BaO·2CoO·12Fe2O3。

【技术特征摘要】
1.一种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯，其特征在于，所述的各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯由BaCO3、Co2O3、Fe2O3三种原料制备而成，三种组分的摩尔比为3:1:12，其结构式为3BaO·2CoO·12Fe2O3。2.一种根据权利要求1所述的各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯的制备方法，包括以下制备步骤：(1)按3BaO·2CoO·12Fe2O3化学计量配比称量分析纯BaCO3、Co2O3、Fe2O3原料，加入球磨介质并进行球磨混料，将获得的物料进行烘干、粉碎、过筛；(2)将步骤(1)中过筛后的物料在设定温度条件下进行预烧,然后在预烧料中加入助烧剂后进行二次球磨混料；(3)将步骤(2)中二次球磨的物料与PVB溶液混合，并加入增塑剂和分散剂，配制出流延浆料；(4)将步骤(3)中的流延浆料在PET膜上流延，并在磁场中进行水平取向，烘干后，获得铁氧体粉易磁化轴取向一致的流延片；(5)对步骤(4)流延片进行冲压，并对多余的胶水进行排胶，然后烧结，获得各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯。3.根据权利要求2所述的一种各向异性Co2Z型六角铁氧体磁芯制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，球磨介质为氧化锆球，球磨时间为5～6h。4.根据权利要求2所述的一种各向异性Co2Z型六角铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜铄清，邓联文，廖聪维，黄生祥，贺君，刘胜，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43