一种碳复合镍锌软磁铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种碳复合镍锌软磁铁氧体材料，其特征在于：所述镍锌软磁铁氧体表面包覆碳；所述镍锌软磁铁氧体包括按质量份数计的组份和添加剂，所述组份为65～70份的Fe

【技术实现步骤摘要】
一种碳复合镍锌软磁铁氧体材料及其制备方法
本专利技术涉及一种碳复合镍锌软磁铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
软磁铁氧体属于亚铁磁性材料，被广泛应用于变压、滤液、电磁兼容等电子设备内。软磁铁氧体的磁性是由于被氧离子隔开的磁性金属离子间产生超交换而使处于不同晶格位置上的磁性金属离子磁矩反向排列产生的，因此，软磁铁氧体的特性与其化学组成，晶体结构及金属离子在晶体中的分布等因素密切相关。由于镍锌软磁铁氧体材料具有良好的高频特性以及较高的电阻率，使其作为电子变压器和电感器材料被广泛应用在电子、通讯领域。因此，继续开发具有较高磁导率及性能稳定性强的镍锌软磁铁氧体材料来满足当今电子、通讯领域快速发展的需要。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有高磁导率、高阻抗及化学稳定性的碳复合镍锌软磁铁氧体材料及其制备方法。同时，本专利技术制备方法简单，易操作，适合工业生产。.本专利技术提供了一种碳复合镍锌软磁铁氧体材料，其特征在于：所述镍锌软磁铁氧体表面包覆碳；所述镍锌软磁铁氧体包括按质量份数计的组份和添加剂，所述组份为65～70份的Fe2O3，20～35份的ZnO及3～10份的NiO；所述添加剂为1～4.5份的CaCO3，1～5.5份V2O5和1～6份的ZrO2；其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂，掺入的氧化物为CuO，Co2O3，SiO2，TiO2及Nb2O5中至少一种；所述掺入的氧化物的总质量份数为0.5～2份。本专利技术通过将所述组份和添加剂的配比优化，与将所述组份和添加剂混合烧结之后进行二次掺杂入氧化物，两者协同作用，能有效的促进铁氧体的固相反应，不仅降低了碳复合镍锌软磁铁氧体材料的损耗，更提高了碳复合镍锌软磁铁氧体材料的磁导率，再通过在镍锌软磁铁氧体表面包覆一层碳，增大了其表面积，提高了化学稳定性。即本专利技术所述的碳复合镍锌软磁铁氧体材料具有较高的磁导率μ和低损耗（即谐振电路品质因素Q值的提升）。本专利技术中谐振电路品质因素Q值越小，即损耗越大。作为一种实施方式，所述组份为68～70份的Fe2O3，20～30份的ZnO及3～8份的NiO；所述添加剂为3～4.5份的CaCO3，1～4.5份V2O5和1～6份的ZrO2；其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂，掺入的氧化物为CuO，Co2O3，SiO2，TiO2及Nb2O5中至少一种；所述掺入的氧化物的总质量份数为0.5～2份。本专利技术中，若所述组份中的Fe2O3质量份数太少，则ZnO和NiO不能全部溶解于单相Ni-Zn铁氧体固溶体区内而出现非磁性另相，大大降低磁性能；若所述组份中的Fe2O3质量份数太多，则在Ni-Zn铁氧体中固溶的多余的Fe2O3脱溶而析出另相，也大大降低磁性能。同时，本专利技术中添加剂的加入能促进组份的液相烧结，促进晶粒生长，而二次掺杂加入的氧化物也能促进组份的液相的烧结，更能在降低烧结温度的同时（如本专利技术所述的程序升温，即能够在较低温度的时候发生固相反应），促进晶粒的生长。若所述的添加剂或氧化物的质量份数过多，剩余的添加剂或氧化物会附着在镍锌软磁铁氧体材料的表面，不仅影响后续的碳包覆过程，同时会显著增加得到的碳复合镍锌软磁铁氧体材料的损耗。若所述的添加剂或氧化物的质量份数过少，会导致本专利技术中组份的固相反应不够完全，得到的碳复合镍锌软磁铁氧体材料的磁导率显著降低。故，本专利技术优选的组份、添加剂的配方及二次掺杂的氧化物组份数能显著提高本专利技术所述碳复合镍锌软磁铁氧体材料的磁导率和降低损耗。作为一种实施方式，所述组份为68～70份的Fe2O3，20～30份的ZnO及3～8份的NiO；所述添加剂为3～4.5份的CaCO3，1～4.5份V2O5和1～6份的ZrO2；其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂，掺入的氧化物为CuO，Co2O3，SiO2，TiO2及Nb2O5中至少一种；所述掺入的氧化物的总质量份数为2份。作为一种实施方式，所述组份为68份的Fe2O3，25份的，ZnO及3份的NiO；所述添加剂为1份的CaCO3，0.5份V2O5和0.5份ZrO2，其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂，掺入的氧化物为质量份数为1份的CuO，0.5份的Co2O3和0.5份的TiO2。作为一种实施方式，所述组份为68份的Fe2O3，25份的ZnO及4.5份的NiO；所述添加剂为1份的CaCO3，0.5份V2O5和0.5份ZrO2，其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂；掺入的氧化物为质量份数各为0.5份的CuO和Co2O3。本专利技术提供一种碳复合镍锌软磁铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：1）配料：按照所述质量份数配置组份混料；2）预烧：将步骤1中的组份混料加水球磨；在100～120℃条件下烘干，接着在1000～1200℃下预烧1～4小时；3）混合：将添加剂按照质量份数与步骤2）中预烧得到的物料混合，球磨4小时，接着在1000～1200℃下烧结得到混合物料；4）二次掺杂：将所述氧化物与步骤3）所述混合物料混合，置于烧结炉中在950～1200℃下烧结得到镍锌软磁氧体粒子；5）复合：将相对分子量为106～800，质量分数为10～80%的丙烯腈低聚物的水溶液与上述镍锌软磁氧体粒子混合均匀，蒸发溶剂，室温干燥，接着在氮气气氛保护下，950～1000℃煅烧8～12小时，得到碳复合镍锌软磁铁氧体材料。所述丙烯腈低聚物为丙烯腈的均聚物或丙烯腈与苯乙烯的共聚物。本专利技术优选的丙烯腈低聚物能够实现镍锌软磁氧体粒子被碳完全包覆，增大表面积，增加化学稳定性。若所述丙烯腈低聚物的相对分子量或质量分数过高，丙烯腈低聚物发生团聚，不能实现完全包覆，导致碳复合镍锌软磁铁氧体材料的磁导率和化学稳定性降低。若所述丙烯腈低聚物的相对分子量或质量分数过低，也不能实现完全包覆，导致碳复合镍锌软磁铁氧体材料的磁导率和化学稳定性降低。作为一种实施方式，所述步骤2）所述球磨的时间为2～4小时，球磨后的粒径为2.0～2.5μm。作为一种实施方式，所述步骤3）所述的烧结时间为6～9小时。作为一种实施方式，所述步骤4）中烧结为程序升温烧结；所述程序升温烧结包括：1～2小时升温至600℃，然后升温至800～900℃，恒温烧结2～3小时；接着升温至1000～1200℃，恒温烧结2～4小时。作为一种实施方式，所述丙烯腈低聚物和镍锌软磁氧体粒子的质量比为0.2：1～0.25：1。与最近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：1、本专利技术所述的碳复合镍锌软磁铁氧体材料材料具有较高的磁导率和低损耗；2、本专利技术所述的碳复合镍锌软磁铁氧体材料材料具有良好的化学稳定性；3、本专利技术提供的碳复合镍锌软磁铁氧体材料材料的制备方法简单，易操作，适合工业生产。具体实施方式以下的具体实施例对本专利技术进行了详细的描述，然而本专利技术并不限制于以下实施例。实施例1：1）配料：按照所述质量份数配置组份混料；所述组份为65份的Fe2O3，35份的ZnO及3份的NiO；所述添加剂为1份的Ca本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳复合镍锌软磁铁氧体材料，其特征在于：所述镍锌软磁铁氧体表面包覆碳；所述镍锌软磁铁氧体包括按质量份数计的组份和添加剂，所述组份为65～70份的Fe

【技术特征摘要】
1.一种碳复合镍锌软磁铁氧体材料，其特征在于：所述镍锌软磁铁氧体表面包覆碳；所述镍锌软磁铁氧体包括按质量份数计的组份和添加剂，所述组份为65～70份的Fe2O3，20～35份的ZnO及3～10份的NiO；所述添加剂为1～4.5份的CaCO3，1～5.5份V2O5和1～6份的ZrO2；其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂，掺入的氧化物为CuO，Co2O3，SiO2，TiO2及Nb2O5中至少一种；所述掺入的氧化物的总质量份数为0.5～2份。


2.如权利要求1所述的碳复合镍锌软磁铁氧体材料，其特征在于：所述组份为68～70份的Fe2O3，20～30份的ZnO及3～8份的NiO；所述添加剂为3～4.5份的CaCO3，1～4.5份V2O5和1～6份的ZrO2；其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂，掺入的氧化物为CuO，Co2O3，SiO2，TiO2及Nb2O5中至少一种；所述掺入的氧化物的总质量份数为0.5～2份。


3.如权利要求1所述的碳复合镍锌软磁铁氧体材料，其特征在于：所述组份为68～70份的Fe2O3，20～30份的ZnO及3～8份的NiO；所述添加剂为3～4.5份的CaCO3，1～4.5份V2O5和1～6份的ZrO2；其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂，掺入的氧化物为CuO，Co2O3，SiO2，TiO2及Nb2O5中至少一种；所述掺入的氧化物的总质量份数为2份。


4.如权利要求1所述的碳复合镍锌软磁铁氧体材料，其特征在于：所述组份为68份的Fe2O3，25份的ZnO及3份的NiO；所述添加剂为1份的CaCO3，0.5份V2O5和0.5份ZrO2，其中所述组份和添加剂混合烧结后，再进行二次掺杂，掺入的氧化物为质量份数为1份的CuO，0.5份的Co2O3和0.5份的TiO2。


5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：方彦雯，方志财，
申请(专利权)人：和也健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33