一种宽温大功率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宽温大功率MnZn铁氧体材料及其制备方法，包括：主体组分和辅助添加组分，主体组分包括摩尔百分含量为61～65mol%的Fe

【技术实现步骤摘要】
一种宽温大功率MnZn铁氧体材料及其制备方法
本专利技术涉及磁性材料领域，特别是涉及一种宽温大功率MnZn铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
科技技术的进步，电动汽车、自动仓库搬运设备、太阳能发电、CATV机器电源、无停电电源装置UPS、通信设备电源等大功率电流使用条件下的变压器，以及高铁、空调、风扇、压缩机、医疗设备等各种电器设备中使用的电抗器扼流圈对磁性材料的抗磁饱和能力要求越来越高。同时，这些电器设备在地球不同温度带广泛使用，要求设备在-40℃~+120℃的环境温度条件下能正常启动工作。现有的磁性材料的磁感应强度低，易于磁饱和，初始磁导率在上述温度范围内变化明显，不能满足宽温变、大工作电流的使用要求。
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宽温大功率MnZn铁氧体材料及其制备方法，能够解决现有铁氧体材料存在的上述不足之处。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种宽温大功率MnZn铁氧体材料，所述宽温大功率MnZn铁氧体材料的起始磁导率为1600±25%；材料饱和磁通密度25℃下为600mT，100℃下为500mT；其包括：主体组分和辅助添加组分，其中，所述主体组分包括以各自标准物计的摩尔百分含量为61～65mol%的Fe2O3，12.5～14.5mol%的ZnO，其余为MnO，总量为100%；所述辅助添加组分以占所述主体组分的重量百分含量计，包括：Co2O30.2～0.3wt%、CaCO30.03～0.1wt%、Nb2O50.01～0.0.05wt%、TiO20.01～0.08wt%、NiO0.01～0.025wt%。在本专利技术一个较佳实施例中，所述宽温大功率MnZn铁氧体材料的比温度系数系数αμr：-40～20℃下为-3.0×10-6/℃～5.0×10-6/℃，20～140℃下为-0.3×10-6/℃～1.2×10-6/℃。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种宽温大功率MnZn铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：（1）主体组分处理：按配方量称取Fe2O3、ZnO和Mn3O4并对块状料进行振磨、预烧和粉碎处理，得到主体组分粉末；（2）砂磨处理：将称料准备后的Co2O3、CaCO3、Nb2O5、TiO2和NiO与步骤（1）得到的主体组分粉末混合，然后进行砂磨处理，使达到设定的粒度；（3）颗粒干燥成型：向步骤（2）中砂磨处理后的混合粉末中加入胶水制备成胶浆，再通过喷雾干燥制备成颗粒料，将所得颗粒料装入模具中，压制成生坯；（4）烧结：将步骤（3）中制得的生坯放入烧结窑炉内，调节烧结窑炉内的气体环境和温度环境，烧制成所述宽温大功率MnZn铁氧体材料。在专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述预烧的温度为860±30℃。在专利技术一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述烧制的工艺条件为：先以1.5～2.0℃/min的升温速度从室温升至600℃；然后调节氧分压为1.5%，先以1.2～1.8℃/min的升温速度从600℃升至1200℃，再以5.0～6.0℃/min的升温速度从1200℃升温至1300～1340℃，在此温度下调节调节氧分压为4.0～6.0%，并保温4.2～5.5h；调节氧分压为平衡状态，先以0.5～2.0℃/min的降温速率，从1300～1340℃降温至1000℃；再随炉自然冷却至室温。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种宽温大功率MnZn铁氧体材料的制备方法，采取独特的富铁配方设计，通过严格的平衡气氛烧结工艺，制备得到的宽温大功率MnZn铁氧体材料的常温和高温Bs值高，-40℃~120℃下的初始磁导率变化幅度小，解决锰锌铁氧体材料在极地低温、赤道热带、高山、高原等极端温度环境下的交通、通讯、新能源汽车、太阳能等电源保障，使全球蜂窝通讯基站建设、动车、新能源应用等延申到世界的每一个角落，市场前景广阔，具有较好的经济效益和社会效益。附图说明图1是本专利技术一种宽温大功率MnZn铁氧体材料一较佳实施例1的初始磁导率与温度之间的关系图。具体实施方式下面结合附图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。请参阅图1，本专利技术实施例包括：实施例1本专利技术揭示了一种宽温大功率MnZn铁氧体材料，包括：主体组分和辅助添加组分，其中，所述主体组分包括62.4mol%的Fe2O3，13.6mol%的ZnO和24.0mol%的MnO；其中，Fe2O3纯度≥99.5%，其比表面积大于等于4.05m2/g；MnO以Mn3O4为原料，其中Mn的摩尔百分含量≥71.1%，比表面积为11～15m2/g；ZnO的纯度≥99.7%。所述辅助添加组分以占所述主体组分的重量百分含量计，包括：Co2O30.2wt%、CaCO30.08wt%、Nb2O50.025wt%、TiO20.01wt%和NiO0.015wt%。上述一种宽温大功率MnZn铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：（1）主体组分处理：按配方量称取Fe2O3、ZnO和Mn3O4，并放入振磨机内进行碾磨、粉碎，然后放入强混料装置中充分搅拌，通过860±30℃回转炉完成预烧，使三种氧化物发生初步固相反应；预烧后的物料以300～350kg/h进行振磨粉碎；（2）砂磨处理：按配方比例称量Co2O3、CaCO3、Nb2O5、TiO2和NiO与步骤（1）得到的主体组分粉末和去离子水，按固体含量为65%的浓度混合，然后进行砂磨处理，使砂磨后的混合浆料的固体颗粒平均粒径达到0.9±0.2μm；（3）颗粒干燥成型：向步骤（2）中砂磨处理后的浆料中加入PVA溶液，即胶水，再经充分搅拌混合制备成胶浆，所得胶浆再通过喷雾制备成颗粒料；将颗粒料装入到规格为φ25*15*10的环形模具中，压制成磁环生坯；（4）烧结：将步骤（3）中制得的生坯放入烧结窑炉内，调节烧结窑炉内的气体环境和温度环境，在1350℃下保温5.2h，烧制成所述宽温大功率MnZn铁氧体材料，即环型磁环；具体地，先以1.5℃/min的升温速度从室温升至600℃；然后调节氧分压为1.5%，先以1.2℃/min的升温速度从600℃升至1200℃，再以5.0℃/min的升温速度从1200℃升温至1300～1340℃，在此温度下调节调节氧分压为4.0%，并保温4.2h；调节氧分压为平衡状态，先以0.5℃/min的降温速率，从1300～1340℃降温至1000℃；再随炉自然冷却至室温。该实施例所得的铁氧体材料特性见表1。实施例2与实施例1的区别在于，所述主体组分包括62.5mol%的Fe2O3，13.3mol%的ZnO和24.2mol%的MnO；所述辅助添加组分以占所述主体组分的重量百分含量计，包括：Co2O30.22wt%、CaCO30.08wt%、Nb2O50.025wt%、TiO20.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽温大功率MnZn铁氧体材料，其特征在于，所述宽温大功率MnZn铁氧体材料的起始磁导率为1600±25%；材料饱和磁通密度25℃下为600mT，100℃下为500mT；其包括：主体组分和辅助添加组分，其中，所述主体组分包括以各自标准物计的摩尔百分含量为61～65mol%的Fe

【技术特征摘要】
1.一种宽温大功率MnZn铁氧体材料，其特征在于，所述宽温大功率MnZn铁氧体材料的起始磁导率为1600±25%；材料饱和磁通密度25℃下为600mT，100℃下为500mT；其包括：主体组分和辅助添加组分，其中，所述主体组分包括以各自标准物计的摩尔百分含量为61～65mol%的Fe2O3，12.5～14.5mol%的ZnO，其余为MnO，总量为100%；所述辅助添加组分以占所述主体组分的重量百分含量计，包括：Co2O30.2～0.3wt%、CaCO30.03～0.1wt%、Nb2O50.01～0.0.05wt%、TiO20.01～0.08wt%、NiO0.01～0.025wt%。


2.根据权利要求1所述的一种宽温大功率MnZn铁氧体材料，其特征在于，所述宽温大功率MnZn铁氧体材料的比温度系数系数αμr：-40～20℃下为-3.0×10-6/℃～5.0×10-6/℃，20～140℃下为-0.3×10-6/℃～1.2×10-6/℃。


3.一种宽温大功率MnZn铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）主体组分处理：按配方量称取Fe2O3、ZnO和Mn3O4并对块状料进行振磨、预烧和粉碎处理，得到主体组分粉末；
（2）砂磨处理：将称料准备后的Co2...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晗，李平，龙彬，胡迪，
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