本发明专利技术公开了一种高导磁率锰锌系铁氧体及其制备方法，属于高磁导率锰锌系铁氧体领域。本发明专利技术的高导磁率锰锌系铁氧体包括铁氧体预烧料、辅助成份、粘结剂、分散剂和消泡剂；所述铁氧体预烧料的组分为：Fe2O352.0-53.0mol％；ZnO 20.0-22.0mol％；MnO 25.0-28.0mol％。本发明专利技术所制备的高导磁率锰锌系铁氧体可生产Ф25×Ф15×10锰锌铁氧体磁环，达到以下优良效果：25℃，B≤0.25mT，10kHz条件下，μi≥14000；150kHz，μi≥10000；居里温度Tc≥130℃；50Hz，1194A/m条件下25℃的Bs≥440mT，100℃的Bs≥250mT。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高磁导率锰锌系铁氧体领域，具体涉及一种高导磁率锰锌系铁氧体及其制备方法。
技术介绍
随着数字通信技术和光纤通信技术的快速发展，传统的模拟通信设备不断地更新淘汰。在电子电路宽带变压器，综合业务数据网、局域网、广域网、背景照明等领域的脉冲变压器和光伏逆变器中共模滤波电感用的高磁导率Mn-Zn铁氧体磁芯，由于变压器等朝着小型化发展，因此对锰锌铁氧体的磁特性提出了更高要求。磁导率的提高有利于器件朝着小型化发展，因此，不断提高磁性材料中的初始磁导率，一直是从事该专业的工程技术人员和生产厂商的追求。器件小型化造成物理尺寸的减小，更容易导致热流密度增加，温升过快过高，从而使器件在高工作温度下工作。这就对应用在这些电子器件中材料的高温特性要求越来越高，尤其是用在汽车和新能源领域的元器件，经常在室外环境中应用，对居里温度的要求就更高。同时有些器件中还有大的直流电流通过，为了保证大直流电流通过后磁芯的电感不受到太大的影响，就要求这些磁芯具有高饱和磁通密度Bs。 按照μi&Ms2/(K1+3/2σλs)之间的关系，提高初始磁导率μi的主要方法来自于提高饱和磁化强度Ms，降低磁晶各向异性常数K1与饱和磁滞伸缩系数λs，K1与λs占据主要贡献。Zn2+离子喜欢占据A位，增加Zn2+离子含量，可以使A、B位上的磁矩增加，Ms提高。由于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与λs降低越多。实验和文献证明，在一定范围内随着Zn含量增加，Ms增加，K1和λs减少，材料的μi值增大。按照一定组分范围内的居里温度Tc经验公式：Tc＝a(X-2Z/3)-b可知(式中的X和Z分别表示Fe2O3和ZnO的百分比含量，a＝12.8℃/％，b＝354℃)，每降低百分之一的Fe2O3会使居里温 度下降12.8℃，或者每增加百分之一的ZnO会使居里温度下降8.5℃。当Fe2O3的含量在52-53mol％时，如果ZnO的含量超过23mol％时，居里温度通常低于125℃。如果ZnO的含量进一步提高，超过25mol％时，居里温度通常低于110℃。提高Bs主要从提高材料的Bs(0)、ρ和Tc三方面入手，Bs(0)为绝对零度材料的饱和磁感应强度。Bs和Tc是锰锌铁氧体的本征特性，由材料的组成决定。从提高Bs考虑，主要是Fe2O3含量要高，ZnO含量要低。因此Fe2O3含量的下降或者ZnO含量的增加也会降低饱和磁通密度Bs。而常规的高初始磁导率锰锌铁氧体材料，都是通过添加高含量的ZnO来达到提升初始磁导率μi，从而牺牲了高居里温度Tc和高饱和磁通密度Bs特性，即初始磁导率和居里温度Tc及饱和磁通密度Bs之间存在着一定的矛盾。国内外现有技术涉及的具有高居里温度和高饱和磁通密度Bs的材料主要在于磁导率10000上的应用，如CN101696107A(高初始磁导率高居里温度的Mn-Zn铁氧体材料及其制备方法)。在初始磁导率为15000的锰锌铁氧体材料尚未见到兼具高居里温度和高饱和磁通密度Bs特性，和本专利技术的初始磁导率为15000，兼具高居里温度和高饱和磁通密度的锰锌铁氧体材料在应用上不同。现有技术提供的15000锰锌铁氧体材料通常采用降低Fe2O3、提高ZnO比例，牺牲居里温度Tc和饱和磁通密度Bs特性来补偿，这在国内外知名铁氧体公司公开的产品目录上可以见到。例如TDK的H5C3初始磁导率虽然达到15000，但居里温度为105℃。EPCOS的T66初始磁导率在13000左右，居里温度为100℃。中国江门磁粉的JPH-15牌号材料初始磁导率15000，居里温度105℃，25℃Bs在380mT。中国海宁天通公司的TL15牌号材料初始磁导率15000，居里温度110℃，25℃Bs在360mT。Ferroxcube的3E7初始磁导率在15000左右，居里温度为130℃，但10kHz，1200A/m条件下25℃的Bs在390mT左右，100℃的Bs在200mT左右。EPCOS的T46初始磁导率在15000左右，居里温度130℃，但25℃的Bs在400mT，100℃的Bs在200mT。Ferroxcube新推出的3E12材料，是行业中最好的兼顾高居里温度和高饱和磁通密度Bs的高磁导率材料，居里温度Tc为130℃，25℃的Bs在470mT，100℃的Bs在290mT，但室温下的初始磁导率在12000左右。中国专利申请公开CN1219159A，描述了MnZn铁氧体常温磁导率虽然高达15000甚至更高，但居里温度Tc≤110℃。这类材料不能满足汽车电子、网络通信和航天航空等对高工作温度、饱和磁通滤波与电子器件小型化或更高磁导率要求的应用。在评估铁氧体材料磁导率时，常用不同规格的圆形磁环来评测，如Ф10×6×4和Ф25×15×10等。当初始磁导 率要求大于12000时，尤其是当磁导率要求达到15000时，磁环规格越大，磁环磁导率越不容易达到，且频率特性更差。也就是说Ф10×6×4磁环比Ф25×15×10更容易获得15000磁导率和优异的频率特性，所以各公司在给出材料特性时，都指定磁环规格。当前各公司公布的15000磁导率的锰锌铁氧体材料基本都是以小于Ф25×15×10规格来评测。目前尚未见到25℃时饱和磁通密度Bs≥440mT，100℃时Bs≥250mT，10kHz初始磁导率μi≥14000，居里温度Tc≥130℃的高磁导率锰锌铁氧体。 由于以上原因，需要开发一种高居里温度Tc≥130℃、高饱和磁通密度25℃Bs≥440mT和初始磁导率为15000左右的锰锌铁氧体。
技术实现思路
现有专利或文献中对于25℃，B≤0.25mT，10kHz时初始磁导率μi≥14000的锰锌铁氧体，存在其居里温度Tc≤130℃或者25℃饱和磁通密度Bs<440mT，100℃Bs<250mT的缺点；本专利技术的首要目的在于提供一种高导磁率锰锌系铁氧体，其具有具有高磁导率、高居里温度和高饱和磁通密度的特性；所述的高导磁率锰锌系铁氧体在25℃，B≤0.25mT，10kHz时能同时满足初始磁导率μi≥14000，Tc≥130℃，且在50Hz，1194A/m条件下25℃Bs≥440mT，100℃Bs≥250mT。 本专利技术的另一目的在于提供上述的高导磁率锰锌系铁氧体的制备方法，使其保证在25℃，B≤0.25mT，10kHz初始磁导率μi≥14000，150kHz的μi≥10000。 本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种高导磁率锰锌系铁氧体，包括铁氧体预烧料、辅助成份、粘结剂、分散剂和消泡剂； 所述的铁氧体预烧料由以下摩尔百分含量的物质组成： Fe2O3 52.0-53.0mol％； ZnO 20.0-22.0mol％； MnO 25.0-28.0mol％； 并且ZnO的摩尔百分含量与Fe2O3的摩尔百分含量之比为0.384-0.420； 所述的辅助成份按铁氧体预烧料总重量计的物质组成： 所述的粘结剂为按铁氧体预烧料重量计算的0.5wt％的P本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高导磁率锰锌系铁氧体，其特征在于包括铁氧体预烧料、辅助成份、粘结剂、分散剂和消泡剂；所述的铁氧体预烧料由以下摩尔百分含量的物质组成：Fe2O3 52.0‑53.0mol％；ZnO 20.0‑22.0mol％；MnO 25.0‑28.0mol％；并且ZnO的摩尔百分含量与Fe2O3的摩尔百分含量之比为0.384‑0.420；所述的辅助成份按铁氧体预烧料总重量计的物质组成：所述的粘结剂为按铁氧体预烧料重量计算的0.5wt％的PVA粘结剂；所述的分散剂为按铁氧体预烧料重量计算的0.5wt％的分散剂1‑甲基戊醇；所述的消泡剂为按铁氧体预烧料重量计算的0.2wt％的消泡剂硅氧烷。
【技术特征摘要】
1.一种高导磁率锰锌系铁氧体，其特征在于包括铁氧体预烧料、辅助成
份、粘结剂、分散剂和消泡剂；
所述的铁氧体预烧料由以下摩尔百分含量的物质组成：
Fe2O3 52.0-53.0mol％；
ZnO 20.0-22.0mol％；
MnO 25.0-28.0mol％；
并且ZnO的摩尔百分含量与Fe2O3的摩尔百分含量之比为0.384-0.420；
所述的辅助成份按铁氧体预烧料总重量计的物质组成：
所述的粘结剂为按铁氧体预烧料重量计算的0.5wt％的PVA粘结剂；
所述的分散剂为按铁氧体预烧料重量计算的0.5wt％的分散剂1-甲基戊
醇；
所述的消泡剂为按铁氧体预烧料重量计算的0.2wt％的消泡剂硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的高导磁率锰锌系铁氧体，其特征在于：所述的
铁氧体预烧料为由以下摩尔百分含量的物质组成：
Fe2O3 52.3-52.8mol％；
ZnO 20.5-21.5mol％；
MnO 25.7-27.2mol％；
并且ZnO的摩尔百分含量与Fe2O3的摩尔百分含量之比为0.384-0.420。
3.权利要求1所述的高导磁率锰锌系铁氧体的制备方法，其特征在于具
体包括以下步骤：
1)取52.0-53.0mol％的Fe2O3、20.0-22.0mol％的ZnO和25.0-28.0mol％
的MnO，进行湿式混合20-40min，喷雾，获得一次颗粒料；
2)将一次颗粒料在700-900℃下预烧2-3小时，得到铁氧体预烧料；
3)根据铁氧体预烧料的总重量，向预烧料中加入辅助成份0-250ppm CaO、
100-700ppm Bi2O3、100-500ppm MoO3、0-300ppm Nb2O5和0-400ppm Ti2O5，
\t进行二次湿式砂磨；控制二次湿磨浆料粒度至1.05～1.40μm，得到铁氧体料浆；
4)向铁氧体料浆中加入按铁氧体预烧料重量计算的0.5wt％的PVA粘结
剂，0.5wt％的分散剂1-甲基戊醇和0.2wt％的消泡剂硅氧烷进行喷雾造粒；造
粒后的粉料进行成型得毛坯，毛坯密度控制在2.90-3.05g/cm3；
5)将成...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国光，孙永阳，沈冠群，朱东梅，黄巧媛，
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
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