一种高电阻率功率型的MnZn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高电阻率功率型的MnZn铁氧体及其制备方法，包括摩尔百分含量之和为100%的主体配方和添加组分；制备方法包括主体配方处理；加入添加组分并砂磨；喷雾造粒；制备生坯；烧结成型。本发明专利技术通过科学的主体配方设计、优化的添加组分及严格的低温平衡气氛烧结工艺，使制得的MnZn铁氧体材料的磁导率达到3000，电阻率达到10

A MnZn Ferrite Material with High Resistivity and Power Type and Its Preparation Method

The invention discloses a high resistivity power type MnZn ferrite and a preparation method thereof, which comprises a main body formula and an addition component with a molar content of 100%. The preparation method comprises a main body formulation treatment, adding addition components and sand grinding, spray granulation, preparing green bodies, and burning molding. The magnetic permeability and resistivity of the prepared MnZn ferrite material can reach 3000 and 10 respectively through scientific main formula design, optimized adding components and strict sintering process in low temperature equilibrium atmosphere.

【技术实现步骤摘要】
一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料及其制备方法
本专利技术涉及MnZn铁氧体材料制备
，特别是涉及一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
科学技术日益发展的今天，经济全球化的浪潮中，各种影像设备、音响设备、电装设备、通信设备、办公自动化（OA）、汽车车载电子及其他电器设备的大量使用，使各种电磁辐射、电磁传导产生的电磁污染日益严重，各国对电磁污染的预防和控制建立起各种严格的市场准入标准，例如：强制性CE认证，其中欧盟最新标准EN55014-1：2017版要求电器产品必须通过EMC检测。磁性材料在电器设备的电磁兼容EMI-EMC设计中承担着非常重要的角色。但目前市场上的MnZn铁氧体材料的固有电阻率ρ较低，仅为10Ω·m左右，其高频阻抗低，不能有效抑制高频电路中产生的各种电磁辐射和电磁传导等带来的电磁污染,使得电器设备受到数百千赫兹到100兆赫兹频带下的电磁污染（即噪声污染）严重。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料及其制备方法，能够有效提高MnZn铁氧体的抗电磁干扰性能，解决现有MnZn铁氧体材料受到电磁污染的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料，包括主配方和添加组分；所述主配方包括摩尔百分含量为51.5～53.5mol%的Fe2O3、22～25mol%的MnO和21.5～26.5mol%的ZnO，摩尔百分含量总量为100%；所述添加组分包括如下重量百分含量的组分：CaCO30.5～1.5wt%、SiO20.1～1.0wt%、NiO0.05～0.25wt%、CuO20.8～1.5wt%。在本专利技术一个较佳实施例中，所述Fe2O3的比表面积大于等于4.05m2/g，其纯度≥99.5%；所述MnO的比表面积为11～15m2/g，其纯度≥95.5%；所述ZnO的纯度≥99.7%。在本专利技术一个较佳实施例中，所述Fe2O3内，SiO2的含量≤100ppm、P2O5的含量≤30ppm、Al2O3的含量≤30ppm；所述MnO内，K的含量≤15ppm，Na的含量≤15ppm；所述ZnO内，Pb的含量≤13ppm，As的含量≤13ppm。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：（1）主体配方处理：按配方计算并称取主体组分中的各个成分，然后将各成分进行混料、振磨、预烧和粉碎处理，得到主体组分粉末；（2）加入添加组分并砂磨：将所得的主体组分粉末放入砂磨机中砂磨，并在砂磨过程中加入配方量的添加组分，使混合物料达到一定的平均粒度；（3）喷雾造粒：向步骤（2）中得到的混合粉料中加入去离子水和胶水制备成浆料，然后将所述浆料进行喷雾造粒，得到颗粒料；（4）制备生坯：将步骤（3）中得到的颗粒料按一定装料比和模具放尺装入成型模具中，然后用压机压制成生坯；（5）烧结成型：将步骤（4）中制得的生坯推入烧结窑炉内，调节窑炉内的气体环境，先后经过升温阶段、保温阶段和降温阶段，得到所述高电阻率功率型的MnZn铁氧体磁芯。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述预烧的工艺条件为：预烧温度850～950℃；松装密度1.38±0.05g/cm3，物料通过预烧的速率3～4kg/min；所述粉碎速率为300～350kg/h。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（2）中，所述砂磨的条件为：待磨物料含量60～65%，砂磨后的平均粒径为0.9±0.2μm。在本专利技术一个较佳实施例中，所述颗粒料的规格为：粒度分布100～300μm，其中，粒径大于60目的颗粒料的含量为2.8～3.5%，粒径小于200目的颗粒料的含量为4.0～5.0%；松装密度1.32～1.42g/cm3；胶水量与干燥颗粒料的比例为0.9～1.2%，含水量0.2～0.28%，安息角26～29°。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述装料比为2.2～2.25，所述模具放尺为1.175～1.19；所述压制的工艺条件为：压力2.7～3.0×104kg·f/cm，压制频率为48～52MHz；所得生坯的密度为3.0～3.2g/cm3。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述升温阶段的工艺条件为：先在大气气氛中，以1.5～2.0℃/min的升温速度从室温升至700℃；然后在1.5%的氧分压中，以1.0～1.5℃/min的升温速度从700℃升至1200℃；最后在1.5%以下的氧分压中，以5.0～6.0℃/min的升温速度从1200℃升温至1280～1320℃；所述保温阶段的工艺条件为：调节氧分压至5.0～8.0%，在1280～1320℃下保温4.2～6.0h；所述降温阶段的工艺条件为：在平衡氧分压的条件下，先以0.5～2.0℃/min的降温速率，从1280～1320℃降温至1000℃；再随炉自然冷却至室温。在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述生坯推入烧结窑炉内的速率为0.2～0.35mm/s。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体的制备方法，一方面通过科学的主体配方设计和优化的添加组分；另一方面通过严格的低温平衡气氛烧结工艺，使制得的MnZn铁氧体材料的磁导率达到3000，表面电阻率达到105Ω·m，比常规MnZn铁氧体材料的电阻率高几个数量级，从而使材料的抗干扰能力大幅度提升，能够有效抑制在数百赫兹到100兆赫兹频带下的电磁污染，阻止并吸收自发噪音和侵入噪音，防止产生电磁波寄生震荡，本专利技术制备的高电阻率功率型的MnZn铁氧体，完全能满足市场客户使用要求，市场前景广阔，具有较好的经济效益和社会效益。具体实施方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。本专利技术实施例包括：实施例1本专利技术揭示了一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料，其中，所述主配方摩尔百分含量为51.5～53.5mol%的Fe2O3、22～25mol%的MnO和21.5～26.5mol%的ZnO，摩尔百分含量总量为100%；所述添加组分包括如下重量百分含量的组分：CaCO30.5～1.5wt%、SiO20.1～1.0wt%、NiO0.05～0.25wt%、CuO20.8～1.5wt%。由于原料的纯度影响产品的微观结构和性能，本专利技术所用的主体组分成分程度较高，其中，所述Fe2O3纯度≥99.5%，其内SiO2的含量≤100ppm、P2O5的含量≤30ppm、Al2O3的含量≤30ppm，其比表面积大于等于4.05m2/g；所述MnO的纯度≥95.5%，其内K的含量≤15ppm，Na的含量≤15ppm，其比表面积为11～15m2/g；所述ZnO的纯度≥99.7%，其内Pb的含量≤13ppm，As的含量≤13ppm。上述一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体的制备方法，包括如下步骤：（1）主体配方处理：按配方计算并称取主体组分中的各个成分，然后将各成分进行混料、振磨、预烧和预粉碎处理，得到主体组分粉末；具体地，混料的方法为，将主体组分中的各成分放入强混料装置中充分搅拌50～60min，通过搅拌使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料，其特征在于，包括主配方和添加组分；所述主配方包括摩尔百分含量为51.5～53.5mol%的Fe2O3、22～25mol%的MnO和21.5～26.5mol% 的ZnO，摩尔百分含量总量为100%；所述添加组分包括如下重量百分含量的组分：CaCO3 0.5～1.5wt%、SiO2 0.1～1.0wt%、NiO 0.05～0.25wt%、CuO2 0.8～1.5wt%。

【技术特征摘要】
1.一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料，其特征在于，包括主配方和添加组分；所述主配方包括摩尔百分含量为51.5～53.5mol%的Fe2O3、22～25mol%的MnO和21.5～26.5mol%的ZnO，摩尔百分含量总量为100%；所述添加组分包括如下重量百分含量的组分：CaCO30.5～1.5wt%、SiO20.1～1.0wt%、NiO0.05～0.25wt%、CuO20.8～1.5wt%。2.根据权利要求1所述的高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料，其特征在于，所述Fe2O3的比表面积大于等于4.05m2/g，其纯度≥99.5%；所述MnO的比表面积为11～15m2/g，其纯度≥95.5%；所述ZnO的纯度≥99.7%。3.根据权利要求2所述的高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料，其特征在于，所述Fe2O3内，SiO2的含量≤100ppm、P2O5的含量≤30ppm、Al2O3的含量≤30ppm；所述MnO内，K的含量≤15ppm，Na的含量≤15ppm；所述ZnO内，Pb的含量≤13ppm，As的含量≤13ppm。4.一种高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）主体配方处理：按配方计算并称取主体组分中的各个成分，然后将各成分进行混料、振磨、预烧和粉碎处理，得到主体组分粉末；（2）加入添加组分并砂磨：将所得的主体组分粉末放入砂磨机中砂磨，并在砂磨过程中加入配方量的添加组分，使混合物料达到一定的平均粒度；（3）喷雾造粒：向步骤（2）中得到的混合粉料中加入去离子水和胶水制备成浆料，然后将所述浆料进行喷雾造粒，得到颗粒料；（4）制备生坯：将步骤（3）中得到的颗粒料按一定装料比和模具放尺装入成型模具中，然后用压机压制成生坯；（5）烧结成型：将步骤（4）中制得的生坯推入烧结窑炉内，调节窑炉内的气体环境，先后经过升温阶段、保温阶段和降温阶段，得到所述高电阻率功率型的MnZn铁氧体磁芯。5.根据权利要求4所述的高电阻率功率型的MnZn铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述预烧的工艺条件为：预烧温度8...

【专利技术属性】
技术研发人员：方晋扬，杨建明，李平，程寒，
申请(专利权)人：常熟浩博电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32