一种高性能软磁材料及其元件制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能软磁材料，该材料包括主料和辅料，主料由51.5～53.5mol％的Fe

A high performance soft magnetic material and its component preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高性能软磁材料及其元件制备方法
本专利技术属于软磁材料及软磁元件
，具体涉及一种高性能软磁材料，尤其还涉及一种由高性能软磁材料元件的制备方法。
技术介绍
软磁铁氧体材料作为电子信息产业的基础功能材料自二十世纪60年代研发成功以来，已经走过了材料创新、性能开发、工艺完善三个阶段，现已步入全面应用、提高阶段。近年来由于开关电源、射频通讯、抗电磁干扰、高清晰度电视、新型节能照明及环保等新兴产业的发展，加上家电产业及计算机、程控交换机等工业长盛不衰，世界软磁材料的应用范围及市场需求量一直保持高速增长，其中锰锌功率软磁铁氧体材料及其元件的用量最大，应用最广。但是作为基础功能材料，铁氧体材料的元件脆性问题一直是行业难题。随着电子产品的小型化、扁平化和国内运输行业暴力作业问题，铁氧体磁芯元件破损客诉非常突出。同时，由于近几年人工成本大幅上升，很多电子企业都开始采用自动化磁芯元件装配设备。这都对铁氧体磁芯元件的机械强度和韧性提出了更高的要求。因此，我们需要提出一种高性能软磁材料及其元件制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高性能软磁材料及其元件制备方法，有效提高了磁芯元件的机械强度和韧性，改善了软磁铁氧体磁芯元件的脆性；以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中铁氧体磁芯元件性能较差的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种高性能软磁材料，该材料包括主料和辅料，所述主料按摩尔百分比由51.5～53.5mol％的Fe2O3、6.5～8.5mol％的ZnO、28.5-37.5mol％的Mn3O4以及余量的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.08～0.58wt％的中空微珠、0.03～0.05wt％V2O5、0.01～0.03wt％Nb2O3、0.02～0.04wt％CaCO3、0.05～0.10wt％ZrO2以及0.10～0.20wt％Y2O3组成。优选的，所述辅料作为助熔剂、改性剂以及增韧剂使用；优选的，所述中空微珠的成分包括有55～65mol％的SiO2、26～35mol％的Al2O3以及其他Fe2O3、CaO、MgO、C、TiO2的杂质成分，且中空微珠的粒度为0.2-45μm。优选的，所述主料按摩尔百分比由51.5mol％的Fe2O3、6.5mol％的ZnO、37.5mol％的Mn3O4以及4.5mol％的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.08wt％的中空微珠、0.03wt％V2O5、0.01wt％Nb2O3、0.02wt％CaCO3、0.05wt％ZrO2以及0.10wt％Y2O3组成。优选的，所述主料按摩尔百分比由53.5mol％的Fe2O3、8.5mol％的ZnO、32.5mol％的Mn3O4以及5.5mol％的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.58wt％的中空微珠、0.05wt％V2O5、0.03wt％Nb2O3、0.04wt％CaCO3、0.10wt％ZrO2以及0.20wt％Y2O3组成。优选的，所述主料按摩尔百分比由52.5mol％的Fe2O3、7.5mol％的ZnO以及28.5mol％的Mn3O4以及9.5mol％的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.38wt％的中空微珠、0.04wt％V2O5、0.02wt％Nb2O3、0.03wt％CaCO3、0.08wt％ZrO2以及0.15wt％Y2O3组成。优选的，所述主料按摩尔百分比由52.3mol％的Fe2O3、6.8mol％的ZnO、34.4mol％的Mn3O4以及6.5mol％的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.33wt％的中空微珠、0.05wt％V2O5、0.03wt％Nb2O3、0.03wt％CaCO3、0.05wt％ZrO2以及0.15wt％Y2O3组成。本专利技术还提供了一种高性能软磁材料元件的制备方法，包括如下步骤：S1、主料造粒：制备纳米级Fe2O3颗粒，该纳米级Fe2O3颗粒的颗粒直径为1-100nm，再选用颗粒直径＜1.5μm的非晶合金Fe86P12.5C7.5粉粒；将ZnO和Mn3O4分别加入球磨机，用氧化物湿法工艺进行均匀混合，混合后再加入上述制备的纳米级Fe2O3以及非晶合金Fe86P12.5C7.5粉粒，进行二次均匀混合，制得主料混合料；将所述主料混合料加入球磨机球磨并搅拌均匀，然而加入喷雾塔内进行喷雾造粒；S2、制备预烧料和辅料：将上述喷雾好的一次料用回转窑在850℃的温度条件下预烧45min，制得预烧料，预烧时用鼓风机向窑内通入空气，使主料成分预合成；制备粒度为0.2-45μm的中空微珠和纳米级CaCO3颗粒，该纳米级CaCO3颗粒的直径为1-100nm；S3、掺杂辅料并再次造粒：将预烧料放入砂磨机中进行砂磨，控制浆料粒度为1.3μm，然后停止研磨，掺杂上述辅料并在100～120rpm速度下进行搅拌；然后用喷雾干燥塔进行再次造粒，使颗粒目数分布在80～160目之间，制得锰锌软磁铁氧体材料的粉体；S4、冲压成型：以上述粉体为原料，在模具中冲压成型出磁芯元件的生胚，并在成型生胚的同时在胚件的不同位置形成相应角度的倒角或圆角，在坯件的上下压制方向边角设计倒角，角度范围30-45度；在坯件的侧面内外拐角设计工艺圆角，范围在R0.2-R0.65；S5、生胚检测：通过磁性材料生胚密度计、磁性材料孔隙率检测仪、千分之一密度检测仪、数显直读式密度天平、高精度电子式比重检测仪器、超声波探伤或磁粉探伤中的一种或多种检测方式按照1/30-1/20的抽检比例对生胚进行抽检检测，检测合格后进入下一工序；S6、低温烧结：生坯烧结前，先在露天放置24-72小时，使坯件在空气中膨胀，释放其内部应力，并使坯件内部的颗粒自由舒展；烧结时，采用1320-1350℃，保温4-6小时；还原气氛O2含量3-5％，阻止ZnO挥发，使磁芯元件尽可能达到细晶、高密度的内部结构。本专利技术提出的一种高性能软磁材料及其元件制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：1.有效提高锰锌功率软磁铁氧体材料及其磁芯元件的机械强度，增强韧性。2.改善软磁铁氧体磁芯元件的脆性，减少运输时的破损及器件自动化装配中的应用断裂问题。3.在提高磁芯元件高机械强度的同时，使锰锌功率软磁铁氧体材料具有良好的电磁性能，并保证磁芯元件的尺寸、外观。4.本专利技术在生产时主料中采用纳米级Fe2O3，辅料中采用纳米级CaCO3，纳米级结构，整体加强元件的磁性效果与表面光泽度，提高强度和抗撕裂性能。5.本专利技术在主料中采用非晶合金Fe86P12.5C7.5成分，磁导率高，矫顽力小，损耗低，且提高了温度稳定性。6.本专利技术在辅料中加入0.08～0.58wt％的中空微珠，由于所述中空微珠具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能软磁材料，包括主料和辅料，其特征在于：/n所述主料按摩尔百分比由51.5～53.5mol％的Fe

【技术特征摘要】
1.一种高性能软磁材料，包括主料和辅料，其特征在于：
所述主料按摩尔百分比由51.5～53.5mol％的Fe2O3、6.5～8.5mol％的ZnO、28.5-37.5mol％的Mn3O4以及余量的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；
所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.08～0.58wt％的中空微珠、0.03～0.05wt％V2O5、0.01～0.03wt％Nb2O3、0.02～0.04wt％CaCO3、0.05～0.10wt％ZrO2以及0.10～0.20wt％Y2O3组成。


2.根据权利要求1所述的一种高性能软磁材料，其特征在于：所述辅料作为助熔剂、改性剂以及增韧剂使用，所述中空微珠的成分包括有55～65mol％的SiO2、26～35mol％的Al2O3以及其他Fe2O3、CaO、MgO、C、TiO2的杂质成分，且中空微珠的粒度为0.2-45μm。


3.根据权利要求1或2所述的一种高性能软磁材料，其特征在于：所述主料按摩尔百分比由51.5mol％的Fe2O3、6.5mol％的ZnO、37.5mol％的Mn3O4以及4.5mol％的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.08wt％的中空微珠、0.03wt％V2O5、0.01wt％Nb2O3、0.02wt％CaCO3、0.05wt％ZrO2以及0.10wt％Y2O3组成。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高性能软磁材料，其特征在于：所述主料按摩尔百分比由53.5mol％的Fe2O3、8.5mol％的ZnO、32.5mol％的Mn3O4以及5.5mol％的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.58wt％的中空微珠、0.05wt％V2O5、0.03wt％Nb2O3、0.04wt％CaCO3、0.10wt％ZrO2以及0.20wt％Y2O3组成。


5.根据权利要求1或2所述的一种高性能软磁材料，其特征在于：所述主料按摩尔百分比由52.5mol％的Fe2O3、7.5mol％的ZnO以及28.5mol％的Mn3O4以及9.5mol％的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成；所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.38wt％的中空微珠、0.04wt％V2O5、0.02wt％Nb2O3、0.03wt％CaCO3、0.08wt％ZrO2以及0.15wt％Y2O3组成。


6.根据权利要求1-5任一项所述的一种高性能软磁材料，其特征在于：所述主料按摩尔百分比由52.3m...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，杨仕机，
申请(专利权)人：江西尚朋电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36