一种功率型镍锌铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种功率型镍锌铁氧体材料，其由主料和辅料制成，主料以摩尔百分比计包括以下组分：48～53mol％Fe2O3，18～23mol％NiO，20～25mol％ZnO，6～8mol％CuO，所述辅料选自MnO、SiO2、Bi2O3、TiO2、V2O5、Co2O3、Cr2O3、MoO3、ZrO2、Nb2O5、WO3中的至少一种。本发明专利技术的功率型镍锌铁氧体材料兼具较高磁导率、超高饱和磁感应强度、超低功率损耗及较高的耐高温焊锡温度，可提高镍锌铁氧体材料的应用范围。本发明专利技术还提供了一种功率型镍锌铁氧体材料制备方法，制备方法步骤简单，可操作性强，适合工业化生产。

A power type nickel zinc ferrite material and preparation method thereof

The invention discloses a power type nickel zinc ferrite material, which is composed of main and auxiliary materials, ingredients to molar percentage comprises the following components: 48 ~ 53mol%Fe2O3, 18 ~ 23mol%NiO, 20 ~ 25mol%ZnO, 6 ~ 8mol%CuO, at least one of the materials selected from MnO, SiO2, Bi2O3, TiO2, V2O5, Co2O3, Cr2O3, MoO3, ZrO2, Nb2O5, WO3. High permeability, high saturation magnetization, low power loss and high resistance to high temperature soldering temperature with power type nickel zinc ferrite material of the invention, can improve the application range of Ni Zn ferrite materials. The invention also provides a power type nickel zinc ferrite material preparation method, simple preparation process, strong operability, suitable for industrialized production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软磁铁氧体
，尤其是涉及一种功率型镍锌铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
功率铁氧体是一种高饱和磁感应强度和磁导率、低功耗材料。在外加高磁场强度、高频的情况下仍然能够保持很低的功率损耗，并且功耗会维持在一个固定值附近，不会随温度的提升而急剧增大，从而使磁心处于一种良性循环。相比较于MnZn功率铁氧体，NiZn铁氧体具有高电阻率、使用频率高等特点，在很多领域有着广泛的应用，比如工业、农业、军品和民品，并且还能大规模量产，特别适合制作成各种表面贴装用的电磁元器件和表面安装的功率电感器，这为传输较大功率的DC-DC电源模块的小型化和轻薄化奠定了一定的理论基础和应用前景。所以说NiZn功率铁氧体是当代电子设备的不可或缺的重要组成部分。目前NiZn功率铁氧体材料存在的主要问题有以下几个方面：(1)材料磁导率升高引起饱和磁感应强度显著下降，居里温度较低，满足不了大电流和高密度安装的应用场合需求；(2)若将饱和磁感应强度提高，则材料的磁导率又偏低，满足不了电子设备小型化的要求；(3)耐热冲击、机械强度等仍然较弱，焊接温度较高，如何提高器件耐热冲击性能和铁氧体的强度成为了主要的技术难题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术的NiZn功率铁氧体材料所存在的上述技术问题，提供了一种为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种功率型镍锌铁氧体材料，所述功率型镍锌铁氧体材料由主料和辅料制成，所述主料以摩尔百分比计包括以下组分：48～53mol％Fe2O3，18～23mol％NiO，20～25mol％ZnO，6～8mol％CuO，所述辅料选自MnO、SiO2、Bi2O3、TiO2、V2O5、Co2O3、Cr2O3、MoO3、ZrO2、Nb2O5、WO3中的至少一种，按所述功率型镍锌铁氧体材料总质量计，辅料中各组分的质量百分含量为：0.01～1.0wt％MnO，0.01～0.9wt％SiO2，0.01～0.6wt％Bi2O3，0.01～0.8wt％TiO2，0.01～0.6wt％V2O5，0.01～0.3wt％Co2O3，0.01～0.8wt％Cr2O3，0.01～0.06wt％MoO3，0.01～1wt％ZrO2，0.01～0.3wt％Nb2O5，0.01～0.65wt％WO3。一种功率型镍锌铁氧体材料制备方法，包括以下步骤：(1)将主料和辅料按配比称量后混合均匀，得混合料。(2)将混合料在氧化性气氛中进行预烧。(3)将预烧后的混合料砂磨至所需粒径。(4)在砂磨后的混合料中添加适量粘合剂进行造粒、成型，得生坯。(5)将生坯在氧化性气氛中烧结成型即得功率型镍锌铁氧体材料。作为优选，步骤(2)中，氧化性气氛为空气气氛，预烧温度为800～1050℃，保温时间1～6h。作为优选，步骤(4)中，造粒采用喷雾造粒或机械造粒料。作为优选，步骤(5)中，烧结温度为950～1200℃，保温时间为2～6h。因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)对镍锌铁氧体材料的具体成分配比进行了优化调整，通过将作为主成分的氧化铁、氧化镍、氧化锌、氧化铜的含量以及作为辅助成分的氧化钨、氧化钴、氧化铋、氧化硅、氧化锰以及氧化钛等组分的含量限定在规定的范围内，并在恰当的工艺条件下，既可以保证得到较高磁导率、超高饱和磁感应强度、超低功率损耗，又可以提高耐高温焊锡温度，从而提高镍锌铁氧体材料的应用范围；(2)制备方法步骤简单，可操作性强，适合工业化生产。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。实施例1(1)将主料和辅料按配比称量后混合均匀，得混合料，所述具体配比见表1。(2)将混合料在氧化性气氛中进行预烧，氧化性气氛为空气气氛，预烧温度为800℃，保温时间1h。(3)将预烧后的混合料砂磨至所需粒径。(4)在砂磨后的混合料中添加适量粘合剂进行喷雾造粒、成型，得生坯。(5)将生坯在氧化性气氛中烧结成型即得功率型镍锌铁氧体材料，烧结温度为950℃，保温时间为2h。实施例2(1)将主料和辅料按配比称量后混合均匀，得混合料，所述具体配比见表1。(2)将混合料在氧化性气氛中进行预烧，氧化性气氛为空气气氛，预烧温度为1050℃，保温时间6h。(3)将预烧后的混合料砂磨至所需粒径。(4)在砂磨后的混合料中添加适量粘合剂进行机械造粒料、成型，得生坯。(5)将生坯在氧化性气氛中烧结成型即得功率型镍锌铁氧体材料，烧结温度为1200℃，保温时间为6h。实施例3(1)将主料和辅料按配比称量后混合均匀，得混合料，所述具体配比见表1。(2)将混合料在氧化性气氛中进行预烧，氧化性气氛为空气气氛，预烧温度为1000℃，保温时间2h。(3)将预烧后的混合料砂磨至所需粒径。(4)在砂磨后的混合料中添加适量粘合剂进行机械造粒料、成型，得生坯。(5)将生坯在氧化性气氛中烧结成型即得功率型镍锌铁氧体材料，烧结温度为1050℃，保温时间为3h。实施例4(1)将主料和辅料按配比称量后混合均匀，得混合料，所述具体配比见表1。(2)将混合料在氧化性气氛中进行预烧，氧化性气氛为空气气氛，预烧温度为800℃，保温时间4h。(3)将预烧后的混合料砂磨至所需粒径。(4)在砂磨后的混合料中添加适量粘合剂进行喷雾造粒或机械造粒料、成型，得生坯。(5)将生坯在氧化性气氛中烧结成型即得功率型镍锌铁氧体材料，烧结温度为1050℃，保温时间为4h。实施例5(1)将主料和辅料按配比称量后混合均匀，得混合料，所述具体配比见表1。(2)将混合料在氧化性气氛中进行预烧，氧化性气氛为空气气氛，预烧温度为1000℃，保温时间5h。(3)将预烧后的混合料砂磨至所需粒径。(4)在砂磨后的混合料中添加适量粘合剂进行喷雾造粒或机械造粒料、成型，得生坯。(5)将生坯在氧化性气氛中烧结成型即得功率型镍锌铁氧体材料，烧结温度为1000℃，保温时间为4h。表1各实施例中功率型镍锌铁氧体材料的具体配方将上述各实施例中烧结后得到的磁环进行测试和评价。在匝数N＝20Ts条件下，用E4980A型LCR测试仪测试磁环样品的起始磁导率μi；用SY-8258型B-H分析仪测试样品25℃时的饱和磁感应强度Bs(1KHz/1200A/m)，用SY-8218型B-H分析仪测试样品的功率损耗Pcv(700KHz/100mT)，得到的测试和评价结果如表2所示。表2各实施例中磁环样品性能测试结果项目μiBs(mT)Pcv(mw/cm3)耐焊性(℃)实施例124525317802225实施例232044810800420实施例324233019880415实施例425532818200410实施例529243512356410从表2可以看出，通过将作为主成分的氧化铁、氧化镍、氧化锌、氧化铜的含量以及作为辅助成分的氧化钨、氧化钴、氧化铋、氧化硅、氧化锰以及氧化钛等组分的含量限定在规定的范围内，并在恰当的工艺条件下，得到的功率型镍锌铁氧体材料兼具较高磁导率、超高饱和磁感应强度、超低功率损耗及较高的耐高温焊锡温度，可提高镍锌铁氧体材料的应用范围。以上所述的实施例只是本专利技术的一种较佳的方案，并非对本专利技术作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率型镍锌铁氧体材料，所述功率型镍锌铁氧体材料由主料和辅料制成，其特征在于，所述主料以摩尔百分比计包括以下组分：48～53mol％Fe2O3，18～23mol％NiO，20～25mol％ZnO，6～8mol％CuO，所述辅料选自MnO、SiO2、Bi2O3、TiO2、V2O5、Co2O3、Cr2O3、MoO3、ZrO2、Nb2O5、WO3中的至少一种，按所述功率型镍锌铁氧体材料总质量计，辅料中各组分的质量百分含量为：0.01～1.0wt％MnO，0.01～0.9wt％SiO2，0.01～0.6wt％Bi2O3，0.01～0.8wt％TiO2，0.01～0.6wt％V2O5，0.01～0.3wt％Co2O3，0.01～0.8wt％Cr2O3，0.01～0.06wt％MoO3，0.01～1wt％ZrO2，0.01～0.3wt％Nb2O5，0.01～0.65wt％WO3。

【技术特征摘要】
1.一种功率型镍锌铁氧体材料，所述功率型镍锌铁氧体材料由主料和辅料制成，其特征在于，所述主料以摩尔百分比计包括以下组分：48～53mol％Fe2O3，18～23mol％NiO，20～25mol％ZnO，6～8mol％CuO，所述辅料选自MnO、SiO2、Bi2O3、TiO2、V2O5、Co2O3、Cr2O3、MoO3、ZrO2、Nb2O5、WO3中的至少一种，按所述功率型镍锌铁氧体材料总质量计，辅料中各组分的质量百分含量为：0.01～1.0wt％MnO，0.01～0.9wt％SiO2，0.01～0.6wt％Bi2O3，0.01～0.8wt％TiO2，0.01～0.6wt％V2O5，0.01～0.3wt％Co2O3，0.01～0.8wt％Cr2O3，0.01～0.06wt％MoO3，0.01～1wt％ZrO2，0.01～0.3wt％Nb2O5，...

【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