一种锰锌铁氧体材料及其制备工艺制造技术

技术编号:12978526 阅读:48 留言:0更新日期:2016-03-04 01:05
本发明专利技术公开了一种锰锌铁氧体材料及其制备工艺。它将主成分原料Fe2O3、ZnO、Mn3O4进行湿法混合,然后在700℃~800℃之间进行预烧1~4h;根据预烧料质量,加入相应量的辅助成分进行湿法砂磨,获得料浆,然后加入粘结剂、分散剂、消泡剂进行喷雾造粒;对喷雾造粒后的粉料进行压制成型;放入到可控气氛钟罩炉中烧结;降温至1250℃~1280℃后再保温1~3h,且此段控制氧浓度为1.5~4%,此后依据浓度平衡计算,在降温过程中逐步降低氧浓度。本发明专利技术的有益效果是:具有宽频高磁导率、高饱和磁感应强度、高居里温度和高阻抗的优良综合性能,以满足光伏逆变器、抗EMI等对具有优良综合性能铁氧体材料的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及软磁铁氧体材料相关
,尤其是指一种儘锋铁氧体材料及其制 备工艺。
技术介绍
随着社会发展和生活水平的提高,人们对电器设备与电讯设施的要求越来越高, 产品要求也越来越高,适用范围要求越来越宽。随着电子技术的不断发展,尤其是数字技术 的飞速发展,世界各国对电子器件的抗电磁干扰(EMI)技术提出了很高的要求,运就要求 用于运些器件的材料具有很好的抗EMI性能。作为电子信息领域应用最广泛的软磁铁氧体 材料就需要具有很好的抗EMI性能,反映到材料性能上就是要求磁性材料具有较高的饱和 磁感应强度Bs和阻抗Z。同时,未来整体器件都是向着小型化方向发展,运就要求材料同时 具有较高的磁导率。所W,国际上一些著名的铁氧体公司都纷纷研究和生产运种高磁导率 高阻抗的软磁材料。中国专利号CN101870578 ("-种高磁导率12000μi宽溫儘锋铁氧体 材料及其制备方法")获得了 25°C初始磁导率12000,且在很宽的溫度范围(> 80°C)内均 大于12000的优良宽溫铁氧体材料,但并未指出其阻抗性能如何。还有其他一些型号的儘 锋铁氧体材料,例如:Rl〇KZ材料在保证磁导率大于10000的前提下,仍具有很高的高频阻 抗,在0. 5~ΙΜΗζ,Ζ> 12.化Ω(20Ts),然而其Bs在25°C却只有400mT。3E10材料制作而 成的产品具有优良的综合性能,10曲Z起始磁导率大于10000,但Bs在25°C也有450mT,而 且居里溫度也高于130°C,但其阻抗性能确并不好。3E10材料的一个主要应用就是光伏逆 变器上作为共模滤波电感,抗EMI滤波用W及脉冲变压器上应用。 为了适应越来越高的材料性能要求,就需要将材料的整体性能提高,而不是仅仅 在某些方面具有很高的性能,其他方面的性能较差。铁氧体材料应具有优良的综合性能,如 同时具有宽频高磁导率、高阻抗、高饱和磁感应强度、高的居里溫度W及低的损耗因数等。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中存在上述的不足,提供了一种宽频高磁导率、高饱 和磁感应强度、高居里溫度和高阻抗的儘锋铁氧体材料及其制备工艺。 阳〇化]为了实现上述目的,本专利技术采用W下技术方案: 一种儘锋铁氧体材料,包括Ξ氧化二铁、氧化锋和四氧化Ξ儘,其中各成分W摩尔 分数为计量,所述化2〇3含量为51. 5~53. 5mol%,所述ZnO含量为19. 5~21. 5mol%,其 余为胞3〇4。作为优选,所述化2〇3含量为52.0~53.Omol%,所述ZnO含量为20.0~ 21.Omol%,其余为胞3〇4。 作为优选,还包括辅助成分,主要为氧化巧、Ξ氧化二祕、Ξ氧化钢、五氧化二妮、 二氧化铁,其中各辅助成分W质量分数的卵m为计量,所述CaO含量为0~25化pm,所述 Bi2〇3含量为300~60化pm,所述MoO3含量为0~50化pm,所述佩2〇5含量为0~20化pm, 所述Ti〇2含量为ο~40化pm。 作为优选,所述CaO含量为100~20化pm,所述Bi2〇3含量为400~50化pm,所述 M〇〇3含量为200~40化pm,所述佩2〇5含量为60~15化pm,所述TiO2含量为150~30化pm。 本专利技术还提供了一种儘锋铁氧体材料的制备工艺,具体操作步骤如下: 柳11] (1)将主成分原料Fe2〇3、化〇、Mn3〇进行湿法混合,然后在700°C~800°C之间进行 预烧1~4h,得到预烧料; (2)根据预烧料质量,加入相应量的辅助成分进行湿法砂磨,获得料浆,然后加入 粘结剂、分散剂、消泡剂进行喷雾造粒; (3)对喷雾造粒后的粉料进行压制成型; (4)放入到可控气氛钟罩炉中烧结,具体烧结方式为:W1~:TC/min的升溫速 率加热至950°C;然后W2~4°C/min的升溫速率加热至llOCrC,且此段氧分压浓度控制 在0.05%W下;最后W1~:TC/min的升溫速率加热至1330°C~1380。保溫时间为7~ 她,且保溫阶段前5~化氧浓度控制在10 %~21 %,保溫阶段后2~化氧浓度控制在2~ 4. 5%; (5)保溫之后,降溫至1250°C~1280°C后再保溫1~化,且此段控制氧浓度为 1. 5~4%,此后依据浓度平衡计算,在降溫过程中逐步降低氧浓度。 作为优选,在步骤(1)中,在750°C~780°C之间进行预烧2~化。 作为优选,制备所得的儘锋铁氧体材料在10曲Z时,磁导率μi大于等于10000 ; 在200曲Z时,磁导率为μi大于等于9500。 作为优选,制备所得的儘锋铁氧体材料在1200A/m测试条件下,25°C时,饱和磁感 应强度Bs大于等于445mT;100°C时,饱和磁感应强度Bs大于等于260mT。 作为优选,制备所得的儘锋铁氧体材料在lOOKHz时,阻抗系数4大于等于6. 5Ω/ mm;在200KHZ时,阻抗系数4大于等于16. 5Ω/mm;在0. 5~IMHz时,阻抗系数ZW大于等 于 32Ω/mm。 作为优选,制备所得的儘锋铁氧体材料居里溫度Tc大于等于130°C。 本专利技术的有益效果是:具有宽频高磁导率、高饱和磁感应强度、高居里溫度和高阻 抗的优良综合性能,W满足光伏逆变器、抗EMI等对具有优良综合性能铁氧体材料的需求。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术做进一步的描述。 按照相应的质量分数称取一定质量的化2〇3、Mri3〇4、ZnO原料,首先一次球磨混合, 然后在一定溫度下预烧一定时间,将预烧料和辅助成份经二次球磨混合均匀后喷雾造粒, 然后压制成型,在钟罩炉中经特定烧结工艺烧结后,获得具有宽频高磁导率、高饱和磁感应 强度、高居里溫度和高阻抗的优良综合性能的儘锋系铁氧体材料。各实施例与比较例主成 分与辅助成分如表1所不。 实施例1 按照摩尔分数比例对原料进行配比,其中化2〇3含量在52. 6mol%,ZnO含量在 20. 9mol%,其余为Mri3〇4。将摩尔分数换算为质量分数后,按质量比进行称量,尽量保证称 量的精度。 将按比例称量好的Ξ种原料粉加入揽拌罐中加W适量的分散剂和去离子水,揽拌 混合半个小时W上至混合均匀为止。然后对混合均匀的料浆进行一次喷雾,获得一次喷雾 料。把一次喷雾料在750°c进行保溫3个小时的预烧。 将预烧料加W按质量分数计的氧化巧(W碳酸巧计)、Ξ氧化二祕、Ξ氧化钢、五 氧化二妮、二氧化铁等辅助成分,并加入适量的分散剂、消泡剂、去离子水等投入球磨罐中 进行二次球磨,其中,辅助成份W质量计分别为:CaO含量为175卵m,Bi2〇3含量为40化pm, M〇〇3含量为 400ppm,Nb2〇5含量为 60ppm,TiO2含量为 150ppm。[002引二次球磨特定时间后,获得黑色料浆,将料浆由球磨罐中移至揽拌罐中,然后进行 二次喷雾造粒,对获得的喷雾造粒料通过压机W-定的压力,压制成型,得到生巧。 将生巧磁环按照一定的装烧方式,放入可控气氛钟罩炉中,下的烧结工艺进 行烧结:烧结溫度为1350°C,保溫时间为化,其中前化氧浓度为21 %,后比氧浓度为3%; 降溫至1260°C后的保溫时间为化,氧浓度为2%,烧结后对成品磁环在指定的测试条件下 测试其电感、阻抗、饱和磁感应强度和居里溫度等性能本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种锰锌铁氧体材料,其特征是,包括三氧化二铁、氧化锌和四氧化三锰,其中各成分以摩尔分数为计量,所述Fe2O3含量为51.5~53.5mol%,所述ZnO含量为19.5~21.5mol%,其余为Mn3O4。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:孙永阳王国光沈冠群王朝明
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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