一种软磁铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种软磁铁氧体材料及其制备方法，包括以下组分：Fe2O3、ZnO、MnO、纳米Co2O3、功能辅料以及去离子水，所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子。与现有技术相比，功能辅料减少了晶粒和晶界间的气孔，利于软磁铁氧体材料晶粒的均匀生长，从而使软磁铁氧体材料磁导率高、功率损耗低且居里温度高；第二，纳米Co2O3的添加改善材料的磁晶各向异性常数，且与功能辅料协同作用，使材料在较宽温度范围内保持较低功率损耗；第三，本发明专利技术制备的软磁铁氧体材料为纳米级，具有宏观量子隧道效应、量子尺寸效应以及超顺磁效应；第四，本发明专利技术制备工艺简单、易操作、绿色环保，适合于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软磁铁氧体材料
，尤其涉及一种软磁铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
在电子工业中，软磁铁氧体材料作为一个重要的产品，已经被广泛应用于医药工程、国防、航空、电子、冶金以及化工等相关领域中。近年来，随着社会经济发展速度的加快，信息技术水平的提高，对于软磁铁氧体的要求也越来越高。在申请号为201510446131.7的中国专利申请中，介绍了一种低损耗高饱和磁感应强度的软磁铁氧体，其由氧化铁、氧化锰、氧化锌、氧化铜、粘结剂、二氧化硅以及氧化钛等金属氧化物球磨、喷雾造粒而成，具有高饱和磁感应强度、较高起始磁导率以及低磁芯损耗等优势，然而，该方法在分解这些物料时容易产生有毒气体，使设备寿命受到影响，同时所需的成本也比较高，在能源利用率上比较低，并且，二氧化硅及氧化钛的增加并没有明显的减小产物的晶粒尺寸，因此，该类铁氧体并不能具有高导磁率和低损耗。在申请号为201510839838.4的中国专利申请中，介绍了一种高性能大功率软磁铁氧体磁芯材料的制备方法，由Fe2O3、NiO、ZnO、CuO、Co2O3、Mn3O4、GeO2、Eu2O3、GaAs、CaB2O4、Mo2O3、PbO、Bi2O3、V2O3、LaFeO3、SrCO3等原料通过球磨、烧结、成型、烧结等过程制备而成，具有高磁导率、高饱和磁感应强度、高居里温度等特点，然而，该材料使用了Eu、La等稀土元素，这势必造成材料的综合成本上升而不能满足大规模的工业化生产。综上所述，制备高磁导率、低损耗、居里温度高且适合工业化生产的高性能软磁铁氧体材料对于工业生产特别是电子生产工业具有重要意义。专利技术内容本专利技术解决的技术问题在于提供一种软磁铁氧体材料及其制备方法，具有高磁导率、低损耗、居里温度高的特点，适合工业化生产。有鉴于此，本专利技术提供了一种软磁铁氧体材料，包括以下组分：所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子。优选的，所述功能辅料按照如下方法制备：步骤a1)将纳米TiO2、乙醇和去离子水混合，得到质量分数为5-10％的悬浮液，然后入浓氨水，在500-1000r/min条件下搅拌分散2-10min；步骤a2)向步骤a1所得的悬浮液中加入正硅酸乙酯，在450-750r/min条件下搅拌反应5-10h；步骤a3)将步骤a2所得悬浮液真空抽滤，将滤饼于50-80℃条件下干燥6-18h，粉碎后得到功能辅料。相应的，本专利技术还提供一种软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：将150-250重量份Fe2O3、50-100重量份ZnO、100-150重量份MnO和去离子水混合，球磨处理后得到一次混合料；将所述一次混合料预烧，得到预烧料，预烧温度为900-1200℃，预烧时间为2-5h；将所述预烧料和去离子水进行球磨处理，得到二次混合料；将所述二次混合料、0.01-0.1重量份纳米Co2O3和0.1-0.5重量份功能辅料混合，以12000-15000r/min的速度分散，压制成坯，得到坯件，所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子；将所述坯件进行烧结，得到软磁铁氧体材料。优选的，得到一次混合料的步骤中，球磨处理的时间为3-6h。优选的，得到二次混合料的步骤中，球磨处理的时间为6-12h。优选的，所述功能辅料按照如下方法制备：步骤a1)将纳米TiO2、乙醇和去离子水混合，得到质量分数为5-10％的悬浮液，然后入浓氨水，在500-1000r/min条件下搅拌分散2-10min；步骤a2)向步骤a1所得的悬浮液中加入正硅酸乙酯，在450-750r/min条件下搅拌反应5-10h；步骤a3)将步骤a2所得悬浮液真空抽滤，将滤饼于50-80℃条件下干燥6-18h，粉碎后得到功能辅料。优选的，步骤a1中，其中乙醇与去离子水的体积比为2-5∶1。优选的，步骤a1中，浓氨水占乙醇与去离子水总质量的0.5-2％。优选的，步骤a2中，所述正硅酸乙酯与纳米TiO2的质量比为20-50∶100。优选的，得到软磁铁氧体材料的步骤中，所述烧结具体为：将所述坯件在氧分压为0.05-0.1％空气氛中以升温速度150-200℃/h升温至800℃，保温0.5-2h；在氧分压为0.5-1％空气氛中以升温速度200-250℃/h升温至800-1200℃，保温1-2h；在氧分压为0.5-1％空气氛中以升温速度100-150℃/h升温至800-1250℃，保温1-2h；在氧分压为1-3％空气氛中以升温速度50-100℃/h升温至1250-1380℃，烧结保温2-6h；然后在氧分压为0.05-0.1％空气氛中降温，得到软磁铁氧体材料。本专利技术提供了一种软磁铁氧体材料及其制备方法，包括以下组分：Fe2O3、ZnO、MnO、纳米Co2O3、功能辅料以及去离子水，所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子。与现有技术相比，功能辅料减少了晶粒和晶界间的气孔，利于软磁铁氧体材料晶粒的均匀生长，从而使软磁铁氧体材料磁导率高、功率损耗低且居里温度高；第二，纳米Co2O3的添加可改善材料的磁晶各向异性常数，且与功能辅料协同作用，使材料在较宽温度范围内保持较低功率损耗；第三，本专利技术制备的软磁铁氧体材料为纳米级，具有宏观量子隧道效应、量子尺寸效应以及超顺磁效应；第四，本专利技术制备工艺简单、易操作、绿色环保，适合于工业化生产。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种软磁铁氧体材料，包括以下组分：所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子。作为优选方案，所述功能辅料优选由溶胶凝胶法制备，可增强锰锌铁氧体的电性能和磁性能。更优选的，所述功能辅料按照如下方法制备：步骤a1)将纳米TiO2、乙醇和去离子水混合，得到质量分数为5-10％的悬浮液，然后入浓氨水，在500-1000r/min条件下搅拌分散2-10min；步骤a2)向步骤a1所得的悬浮液中加入正硅酸乙酯，在450-750r/min条件下搅拌反应5-10h；步骤a3)将步骤a2所得悬浮液真空抽滤，将滤饼于50-80℃条件下干燥6-18h，粉碎后得到功能辅料。相应的，本专利技术还提供一种软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：将150-250重量份Fe2O3、50-100重量份ZnO、100-150重量份MnO和去离子水混合，球磨处理后得到一次混合料；将所述一次混合料预烧，得到预烧料，预烧温度为900-1200℃，预烧时间为2-5h；将所述预烧料和去离子水进行球磨处理，得到二次混合料；将所述二次混合料、0.01-0.1重量份纳米Co2O3和0.1-0.5重量份功能辅料混合，以12000-15000r/min的速度分散，压制成坯，得到坯件，所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子；将所述坯件进行烧结，得到软磁铁氧体材料。作为优选方案，得到一次混合料的步骤中，球磨处理的时间优选为3-6h，更优选为5-6h。得到二次混合料的步骤中，球磨处理的时间优选为6-12h，更优选为8-12h。作为优选方案，所述功能辅料按照如下方法制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软磁铁氧体材料，其特征在于，包括以下组分： 所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子。

【技术特征摘要】
1.一种软磁铁氧体材料，其特征在于，包括以下组分：所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子。2.根据权利要求1所述的软磁铁氧体材料，其特征在于，所述功能辅料按照如下方法制备：步骤a1)将纳米TiO2、乙醇和去离子水混合，得到质量分数为5-10％的悬浮液，然后入浓氨水，在500-1000r/min条件下搅拌分散2-10min；步骤a2)向步骤a1所得的悬浮液中加入正硅酸乙酯，在450-750r/min条件下搅拌反应5-10h；步骤a3)将步骤a2所得悬浮液真空抽滤，将滤饼于50-80℃条件下干燥6-18h，粉碎后得到功能辅料。3.一种软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将150-250重量份Fe2O3、50-100重量份ZnO、100-150重量份MnO和去离子水混合，球磨处理后得到一次混合料；将所述一次混合料预烧，得到预烧料，预烧温度为900-1200℃，预烧时间为2-5h；将所述预烧料和去离子水进行球磨处理，得到二次混合料；将所述二次混合料、0.01-0.1重量份纳米Co2O3和0.1-0.5重量份功能辅料混合，以12000-15000r/min的速度分散，压制成坯，得到坯件，所述功能辅料是以纳米TiO2为核、纳米SiO2为壳的复合粒子；将所述坯件进行烧结，得到软磁铁氧体材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，得到一次混合料的步骤中，球磨处理的时间为3-6h。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，得到二次混合料的步骤中，球磨处理的时间为6-12h...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑振德，
申请(专利权)人：慈溪市磁性材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33