一种NiZn铁氧体磁片及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种NiZn铁氧体磁片及其制备方法和用途。所述NiZn铁氧体磁片包括主成分和辅助成分，所述主成分包括Fe2O3、NiO、ZnO和CuO，以主成分的总摩尔量为100％计，Fe2O3的摩尔百分数为35～45mol％，NiO的摩尔百分数为10～20mol％，ZnO的摩尔百分数为20～30mol％，CuO的摩尔百分数为5～35mol％。本发明专利技术提供的制备方法包括：(1)配料，(2)预烧，(3)制浆，(4)流延和烧结。本发明专利技术提供的NiZn铁氧体磁片具有起始磁导率μi高、饱和磁感应强度Bs高、居里温度Tc高等优点，可以更好地应用于无线充电领域，使无线充电效率更高。

NiZn ferrite chip and its preparation method and Application

The invention provides a NiZn ferrite magnetic disk and a preparation method and application thereof. The NiZn ferrite magnet sheet includes principal component and auxiliary component. The principal component includes Fe2O3, NiO, ZnO and CuO. The total molar content of the principal component is 100%, the molar percentage of Fe2O3 is 35-45 mol, the molar percentage of NiO is 10-20 mol, the molar percentage of ZnO is 20-30 mol, and the molar percentage of CuO is 5-35%. Mol%. The preparation method comprises: (1) batching, (2) pre burning, (3) pulping, (4) casting and sintering. The NiZn ferrite magnetic disc provided by the invention has the advantages of high initial permeability mui, high saturated magnetic induction intensity Bs and high Curie temperature Tc, and can be better applied in the field of wireless charging, so that the wireless charging efficiency is higher.

【技术实现步骤摘要】
一种NiZn铁氧体磁片及其制备方法和用途
本专利技术属于磁性材料
，具体涉及一种NiZn铁氧体磁片及其制备方法和用途。
技术介绍
无线充电技术(wirelesschargingtechnology)是一种无需布线的电力传送技术，也称为非接触式感应充电，由供电设备将能量传送到用电装置，发射端(充电器)与接收端(用电装置)之间不用导线连接。由于该充电装置方便携带和使用，首先在移动智能设备中展现出了广阔的应用前景。无线充电技术通过电磁感应、磁共振、无线电波等方式来实现。目前来看市场增速快的电磁感应技术和前景广阔的磁共振技术对于磁性材料的需求巨大，涉及的磁性材料包括软磁材料和永磁体。软磁铁氧体材料由于具有较高的初始磁导率和较高的电阻率，且利用流延工艺制作易于轻薄化加工，所以在无线充电系统中起增高感应磁场强度和屏蔽线圈磁场的作用。目前采用的软磁铁氧体材料为NiZn铁氧体，磁导率最高只有500～700、居里温度Tc只有90度、饱和磁感应强度Bs在260mT以下，所以导致使用NiZn材料制作的无线充电磁片在使用过程中会出现充电效率低、使用温度低等缺点。CN102690109A公开了一种软磁镍铜锌铁氧体材料及其制备方法，该方案提供了一种软磁镍铜锌铁氧体材料，组成包括主成分和副成分，其中，所述的主成分包括氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜，主成分以各自的摩尔百分比含量是：Fe2O3：46.5～50.0mol％、NiO：12.0～17.0mol％、ZnO：27.0～31.0mol％、CuO：4.0～8.0mol％；所述副成分包括锰的氧化物和氧化铋，相对于所述的主成分总重量，所述副成分以其标准物MnO和Bi2O3计的重量百分比总量为0.1～1.0wt％。CN102603278A公开了一种起始磁导率为120的抗应力镍锌铁氧体及其制备方法。该方案中，镍锌铁氧体主成分为氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜，主成分以各自标准物计的含量为：Fe2O346.5～50mol％、NiO20～25mol％、ZnO20～25mol％、CuO9～12mol％；副成分包括碳酸钙、氧化钴、氧化铋、滑石粉和云母粉，副成分相对所述主成分总量，以各自标准物计的含量为：CaCO30.1～0.3wt％，Co2O30.035～0.10wt％，Bi2O30.05～0.45wt％，滑石粉0.1～1.0wt％，云母粉0.1～1.0wt％。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20～30μm，有明显晶界。但是上述方案均存在这磁导率较低的问题，影响了NiZn铁氧体的应用价值。因此，开发一种高磁导率的NiZn铁氧体对于本领域有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种NiZn铁氧体磁片及其制备方法和用途。本专利技术提供的NiZn铁氧体磁片具有磁导率高、饱和磁感应强度Bs高、居里温度Tc高等优点，可以更好地应用于无线充电领域，使无线充电效率更高。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种NiZn铁氧体磁片，其特征在于，所述NiZn铁氧体磁片包括主成分和辅助成分，所述主成分包括Fe2O3、NiO、ZnO和CuO，以主成分的总摩尔量为100％计，Fe2O3的摩尔百分数为35～45mol％，NiO的摩尔百分数为10～20mol％，ZnO的摩尔百分数为20～30mol％，CuO的摩尔百分数为5～35mol％。本专利技术中，以主成分的总摩尔量为100％计，Fe2O3的摩尔百分数为35～45mol％，例如，35mol％、36mol％、37mol％、38mol％、39mol％、40mol％、41mol％、42mol％、43mol％、44mol％或45mol％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。NiO的摩尔百分数为10～20mol％，例如10mol％、11mol％、12mol％、13mol％、14mol％、15mol％、16mol％、17mol％、18mol％、19mol％或20mol％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。ZnO的摩尔百分数为20～30mol％，例如20mol％、21mol％、22mol％、23mol％、24mol％、25mol％、26mol％、27mol％、28mol％、29mol％或30mol％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。CuO的摩尔百分数为5～35mol％，例如5mol％、6mol％、7mol％、8mol％、9mol％、10mol％、12mol％、14mol％、16mol％、18mol％、20mol％、22mol％、24mol％、26mol％、28mol％、30mol％、31mol％、32mol％、33mol％、34mol％或35mol％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，主成分中较低的Fe2O3浓度和较高的ZnO浓度，对于本专利技术提供的NiZn铁氧体磁片所具有的超高的起始磁导率μi起到了重要的作用。具体来讲，决定起始磁导率μi的主要因素是材料的饱和磁化强度Ms与各向异性常数K1、磁致伸缩系数λs等，为了提高μi，必须提高Ms，降低K1和λs，晶粒结构必须完整、均匀；杂质，气孔和非磁性另相要少。Zn2+离子是非磁性离子。在配方中加入一定量的Zn离子，可以起冲淡耦合作用。一般是Zn含量越高冲淡作用越强，K1和λs降低越多。在Zn含量增加的同时，居里温度也下降，过多的Zn含量会使材料的温度稳定性变差，所以高μi材料配方中的Zn含量必须在一定的范围内。为进一步降低K1、λs以提高μi，可控制Fe2O3的含量，使其生成适量的Fe3O4固溶于复合铁氧体中，Fe3O4有一个突出优点是具有正的λs值，而其他尖晶石铁氧体的λs均为负的。因此，含有少量Fe2+可起到补偿作用，使λs趋近于0。综上所述，NiZn铁氧体配方中的Zn和Fe的含量高低，对提高Ms和降低K1与λs起着极为重要的作用。本专利技术中，通过调整成分并严格控制工艺，使K1＝0，同时λs＝0处于室温附近，因此在室温获得可极高的μi值。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述辅助成分包括WO3、Bi2O3、MoO3、Co2O3、SiO2、TiO2或ZrO2中的任意一种或至少两种的组合，典型但是非限制性的组合有：Bi2O3和MoO3的组合，Bi2O3、MoO3和WO3的组合，Bi2O3和SiO2的组合，Co2O3、Bi2O3和SiO2的组合，TiO2、ZrO2和Bi2O3的组合等。优选地，以所述主成分的总质量为100％计，辅助成分的质量分数为0.18wt％～1.13wt％，例如0.18wt％、0.19wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％或1.13wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述辅助成分为Bi2O3和MoO3的组合，Bi2O3、MoO3和WO3的组合或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NiZn铁氧体磁片，其特征在于，所述NiZn铁氧体磁片包括主成分和辅助成分，所述主成分包括Fe2O3、NiO、ZnO和CuO，以主成分的总摩尔量为100％计，Fe2O3的摩尔百分数为35～45mol％，NiO的摩尔百分数为10～20mol％，ZnO的摩尔百分数为20～30mol％，CuO的摩尔百分数为5～35mol％。

【技术特征摘要】
1.一种NiZn铁氧体磁片，其特征在于，所述NiZn铁氧体磁片包括主成分和辅助成分，所述主成分包括Fe2O3、NiO、ZnO和CuO，以主成分的总摩尔量为100％计，Fe2O3的摩尔百分数为35～45mol％，NiO的摩尔百分数为10～20mol％，ZnO的摩尔百分数为20～30mol％，CuO的摩尔百分数为5～35mol％。2.根据权利要求1所述的NiZn铁氧体磁片，其特征在于，所述辅助成分包括WO3、Bi2O3、MoO3、Co2O3、SiO2、TiO2或ZrO2中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以所述主成分的总质量为100％计，辅助成分的质量分数为0.18wt％～1.13wt％；优选地，所述辅助成分为Bi2O3和MoO3的组合，Bi2O3、MoO3和WO3的组合或Bi2O3和SiO2的组合；优选地，所述辅助成分为Bi2O3和MoO3的组合，以所述主成分的总质量为100％计，Bi2O3的质量分数为0.1wt％，MoO3的质量分数为0.08wt％。3.根据权利要求1或2所述的NiZn铁氧体磁片，其特征在于，所述NiZn铁氧体磁片的厚度为0.03～0.3mm；优选地，所述NiZn铁氧体磁片两面贴有聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。4.一种如权利要求1-3中任一项所述的NiZn铁氧体磁片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将配方量的主成分混合并破碎，然后进行造粒，得到混合物料，所述主成分包括Fe2O3、NiO、ZnO和CuO；(2)对步骤(1)所述混合物料进行预烧，得到预烧粉料；(3)将步骤(2)所述预烧粉料、粘合剂、分散剂和辅助成分混合并破碎，得到浆料；(4)对步骤(3)所述浆料进行流延，得到生片，将所述生片升温至烧结温度，进行烧结，烧结后两阶段降温，得到所述NiZn铁氧体磁片。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合并破碎的方法为球磨；优选地，所述球磨在球磨机中进行；优选地，所述球磨的过程中加入水；优选地，步骤(1)所述混合并破碎的时间为30-100min；优选地，步骤(1)还包括：混合并破碎后，循环混合40-200min后再进行造粒；优选地，步骤(1)所述造粒为喷雾造粒；优选地，步骤(2)所述预烧的温度为700～1000℃；优选地，步骤(2)所述预烧的时间为1～12h；优选地，步骤(2)所述预烧在预烧炉中进行。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述粘合剂包括聚乙烯醇；优选地，步骤(3)所述分散剂包括乙醇；优选地，步骤(3)所述辅助成分包括WO3、Bi2O3、MoO3、Co2O3、SiO2、TiO2或ZrO2中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(3)所述辅助成分的加入量为主成分的总质量的0.18wt％～1.13wt％；优选地，步骤(3)所述混合并...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军林，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33