具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料及其制造工艺，软磁铁氧体材料由主成份和微量成份制成；主成份为Fe2O3、MnO和ZnO，及相应的其摩尔比为(52.5‑55.0)：(36.0‑41.0)：(7.0‑10.0mol)；微量成份包括三种以上CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2、ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5成份的组合；CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2为A类微量成份，A类微量成份按重量比为主成分的0.05wt％‑0.20wt％；ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5为B类微量成份，B类微量成份按重量比为主成分的0.15wt％‑0.90wt％。本发明专利技术具有较高的饱和磁通密度Bs特性等优点。

Manganese-zinc soft magnetic ferrite material with high saturation resistance and its manufacturing process

【技术实现步骤摘要】
具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料及其制造工艺
本专利技术属于材料领域，涉及一种软磁铁氧体材料，尤其涉及一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料及其制造工艺。
技术介绍
锰锌软磁铁氧体属于软磁铁氧体中的一大类，目前被广泛用于滤波器、电感器、开关电源变压器、功率转换器等电子领域。由于现在电子器件的应用场合的要求，大功率开关电源变压器的输出功率越来越高，大的输出功率带来大的输出电流，而线圈中的大电流可能会导致磁心处于磁饱和状态，从而导致磁心导磁能力的下降，最直观的的就是磁心电感量的迅速下降，最终影响开关电源变压器的工作效率。这样就对我们的铁氧体材料提出了具有较高的饱和磁通密度Bs的要求，以使材料具有较高的抗饱和特性，最大限度保证开关电源变压器的工作效能。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料及其制造工艺，以克服现有技术的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料，由主成份和微量成份制成；主成份为Fe2O3、MnO和ZnO，及相应的其摩尔比为(52.5-55.0)：(36.0-41.0)：(7.0-10.0mol)；微量成份包括三种以上CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2、ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5成份的组合；CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2为A类微量成份，A类微量成份按重量比为主成分的0.05wt％-0.20wt％；ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5为B类微量成份，B类微量成份按重量比为主成分的0.15wt％-0.90wt％。进一步，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料，还可以具有这样的特征：其中，微量成份包括至少两种以上的B类微量成份。本专利技术还提供上述具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，包括以下步骤：步骤一、称量主成份Fe2O3、MnO和ZnO，以及微量成份A，加入主成份总质量10％的去离子水和主成份总质量4％的胶合剂溶液，该胶合剂溶液浓度为6％，在强混机中进行混合。步骤二、将步骤一得到的混合料放入振磨机进行振磨，然后将振磨料用轧片机进行轧片处理，得到轧片料。步骤三、将步骤二得到的轧片料用回转窑进行预烧，预烧时间为50-60分钟，预烧温度为880-940℃。步骤四、将步骤三得到的预烧料经过粉碎机进行粗粉碎。步骤五、将步骤四得到的粗粉碎料加入微量成份B，加入粗粉碎料总质量38％的去离子水、粗粉碎料总质量10％的胶合剂溶液、粗粉碎料总质量4％的分散剂进行球磨，该胶合剂溶液浓度为10％，球磨时间为1.5-2.0小时，球磨粒度在0.8-1.0μm。步骤六、将步骤五处理好的制浆料进行喷雾造粒。步骤七、将步骤六的喷雾造粒颗粒料加入0.015％的硬脂酸锌，用混料机充分混合，然后压制毛坯。步骤八、将步骤七成型后的毛坯排入推板窑烧结，设定高温区温度为1200℃、设定氧分压为4-8％含氧量，烧结时间为5-6小时，然后降温获得高抗饱和特性的锰锌铁氧体磁心。进一步，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，振磨时间为30分钟；轧片时，轧片厚度保持在2-3mm。进一步，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤三中，回转窑倾角角度设定为2.0°-3.0°，转速设定为5-6转/min。进一步，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤四中，粗粉碎的粉碎颗粒粒径≤1mm。进一步，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤五中，球磨粒度在0.8-1.0μm。进一步，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤六中，喷雾造粒制成40-180目的颗粒料。进一步，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤七中，混合时间为10分钟。进一步，本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，还可以具有这样的特征：其中，步骤八中，降温过程在0.001-0.003％氧含量的氮气氛围中降温。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料及其制造工艺，通过对微量成份的精心调配组合，并在制造工艺上优化改进，通过预烧前加入微量成份A料，达到微量成份A料提前参与铁氧体化反应，并优先占据铁氧体晶格中的空位，以保证后期烧结时的充分反应与晶体结构的稳定性，同时得益于微量成份B的添加，最终达到磁心的致密化，使用该材料制得的磁心具有较高的饱和磁通密度Bs特性，确保开关电源变压器在大功率工作环境中不易出现饱和现象，保有着良好的工作效能。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料，由主成份和微量成份制成。主成份为Fe2O3、MnO和ZnO，及相应的其摩尔比为52.5：36.0：7.0。微量成份包括A类微量成份和B类微量成份。其中，A类微量成份为CaCO3和Co3O4成分的组合，A类微量成份按重量比为主成分的0.05wt％。B类微量成份为ZrO2、Nb2O5和TiO2成分的组合，B类微量成份按重量比为主成分的0.15wt％。本实施例中，A类微量成份可以为CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2，B类微量成份可以为ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5，微量成份包括上述各成份中三种以上成份的组合。该具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，包括以下步骤：步骤一、称量主成份Fe2O3、MnO和ZnO，以及微量成份A，加入主成份总质量10％的去离子水和主成份总质量4％的胶合剂溶液，该胶合剂溶液浓度为6％，在强混机中进行混合。步骤二、将步骤一得到的混合料放入振磨机进行30分钟的振磨，然后将振磨料用轧片机进行轧片处理，轧片厚度保持在2-3mm，得到轧片料。步骤三、将步骤二得到的轧片料用回转窑进行预烧，回转窑倾角角度设定为2.0°-3.0°，转速设定为5-6转/min，预烧时间为50-60分钟，温度为880-940℃。步骤四、将步骤三得到的预烧料经过粉碎机进行粗粉碎，粉碎颗粒粒径≤1mm。步骤五、将步骤四得到的粗粉碎料加入微量成份B，加入粗粉碎料总质量38％的去离子水、粗粉碎料总质量10％的胶合剂溶液、粗粉碎料总质量4％的分散剂进行球磨，该胶合剂溶液浓度为10％，球磨时间为1.5-2.0小时，球磨粒度在0.8-1.0μm。步骤六、将步骤五处理好的制浆料进行喷雾造粒，喷雾造粒制成40-180目的颗粒料。步骤七、将步骤六的喷雾造粒颗粒料加入0.015％的硬脂酸锌，水用混料机充分混合10分钟，然后压制毛坯。步骤八、将步骤七成型后的毛坯排入推板窑烧结，设定高温区温度为1200℃、设定氧分压为4-8％含氧量，烧结时间为5-6小时，降温时在0.001-0.003％氧含量的氮气氛围中降温，即获得高抗饱和特性的锰锌铁氧体磁心。实施例2一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料，由主成份和微量成份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料，其特征在于：由主成份和微量成份制成；所述主成份为Fe2O3、MnO和ZnO，及相应的其摩尔比为(52.5‑55.0)：(36.0‑41.0)：(7.0‑10.0mol)；所述微量成份包括三种以上CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2、ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5成份的组合；CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2为A类微量成份，A类微量成份按重量比为主成分的0.05wt％‑0.20wt％；ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5为B类微量成份，B类微量成份按重量比为主成分的0.15wt％‑0.90wt％。

【技术特征摘要】
1.一种具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料，其特征在于：由主成份和微量成份制成；所述主成份为Fe2O3、MnO和ZnO，及相应的其摩尔比为(52.5-55.0)：(36.0-41.0)：(7.0-10.0mol)；所述微量成份包括三种以上CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2、ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5成份的组合；CaCO3、Co3O4、SiO2、SnO2为A类微量成份，A类微量成份按重量比为主成分的0.05wt％-0.20wt％；ZrO2、Nb2O5、TiO2、V2O5、Ta2O5为B类微量成份，B类微量成份按重量比为主成分的0.15wt％-0.90wt％。2.根据权利要求1所述的具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料，其特征在于：其中，所述微量成份包括至少两种以上的B类微量成份。3.如权利要求1所述的具有高度抗饱和特性的锰锌软磁铁氧体材料的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、称量主成份Fe2O3、MnO和ZnO，以及微量成份A，加入主成份总质量10％的去离子水和主成份总质量4％的胶合剂溶液，该胶合剂溶液浓度为6％，在强混机中进行混合；步骤二、将步骤一得到的混合料放入振磨机进行振磨，然后将振磨料用轧片机进行轧片处理，得到轧片料；步骤三、将步骤二得到的轧片料用回转窑进行预烧，预烧时间为50-60分钟，预烧温度为880-940℃；步骤四、将步骤三得到的预烧料经过粉碎机进行粗粉碎；步骤五、将步骤四得到的粗粉碎料加入微量成份B，加入粗粉碎料总质量38％的去离子水、粗粉碎料总质量10％的胶合剂溶液、粗粉碎料总质量4％的分散剂进行球磨，该胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海波，
申请(专利权)人：南京中电熊猫磁电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32