一种宽温高频磁性材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种宽温高频磁性材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的宽温高频磁性材料的组成包括七层包覆Fe2O3、SnO2和ZrO2，其制备方法包括以下步骤：1)制备单层包覆Fe2O3；2)制备ZnO

【技术实现步骤摘要】
一种宽温高频磁性材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及磁性材料
，具体涉及一种宽温高频磁性材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着快速充电技术的飞速发展，手机充电头的输出功率已经从5W飙升至最高120W，频率也由100kHz跃升至高达3MHz，而随着输出功率的提升，器件的发热也更为严重，温度的稳定对于器件十分重要。高频大电流充电方案是常用的快速充电方案之一，而磁芯能否在高频、大电流、高温的条件下在较大的温度区间保持低功耗会直接决定手机充电头的性能好坏和安全性。
[0003]以上陈述仅仅是提供与本专利技术有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种可以满足器件对高频化、大电流、高温下较大的温度区间低功耗的需求的磁性材料。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种上述磁性材料的制备方法。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供一种上述磁性材料的应用。
[0007]本专利技术所采取的技术方案是：
[0008]一种宽温高频磁性材料，其组成包括七层包覆Fe2O3、SnO2和ZrO2，七层包覆Fe2O3的组成由内至外依次为Fe2O3内核、多孔MnO
‑
Fe2O3层、ZnO层、第一SiO2层、第二SiO2层、Bi2O3层、SnO2层和Nb2O5层，多孔MnO
‑
Fe2O3层的孔洞内填充有ZnO、NiO、TiO2和Co2O3。
[0009]优选的，所述七层包覆Fe2O3、SnO2、ZrO2的质量比为1:0.0001～0.001:0.0005～0.005。
[0010]优选的，所述Fe2O3内核的平均粒径为0.1μm～0.3μm。
[0011]优选的，所述第二SiO2层的厚度为3nm～5nm。
[0012]优选的，所述Bi2O3层的厚度为0.5nm～1nm。
[0013]优选的，所述SnO2层的厚度为1nm～2nm。
[0014]优选的，所述Nb2O5层的厚度为1nm～2nm。
[0015]上述宽温高频磁性材料的制备方法包括以下步骤：
[0016]1)将MnO和Fe2O3共沉积在Fe2O3粉末表面，形成多孔MnO
‑
Fe2O3层，得到单层包覆Fe2O3；
[0017]2)将ZnO、NiO、TiO2和Co2O3沉积在单层包覆Fe2O3的孔洞中，得到ZnO
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NiO
‑
TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3；
[0018]3)将ZnO和SiO2依次沉积在ZnO
‑
NiO
‑
TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3表面，得到三层包覆Fe2O3；
[0019]4)将SiO2、Bi2O3、SnO2和Nb2O5依次沉积在三层包覆Fe2O3表面，再进行热处理，得到
七层包覆Fe2O3；
[0020]5)将七层包覆Fe2O3破碎后与SnO2和ZrO2混合进行球磨，干燥，即得宽温高频磁性材料。
[0021]优选的，步骤1)所述单层包覆Fe2O3中MnO的质量百分含量为42％～45％。
[0022]优选的，步骤2)所述ZnO的添加量为单层包覆Fe2O3质量的2％～3％。
[0023]优选的，步骤2)所述NiO的添加量为单层包覆Fe2O3质量的0.1％～0.3％。
[0024]优选的，步骤2)所述TiO2的添加量为单层包覆Fe2O3质量的0.1％～0.3％。
[0025]优选的，步骤2)所述Co2O3的添加量为单层包覆Fe2O3质量的0.01％～0.1％。
[0026]优选的，步骤3)所述ZnO的添加量为ZnO
‑
NiO
‑
TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3质量的2.5％～3.5％。
[0027]优选的，步骤3)所述SiO2的添加量为ZnO
‑
NiO
‑
TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3质量的0.1％～0.3％。
[0028]优选的，步骤4)所述热处理在800～950℃下进行，处理时间为2h～5h。
[0029]优选的，步骤5)所述球磨的时间为1h～3h。
[0030]本专利技术的有益效果是：本专利技术的宽温高频磁性材料的晶粒尺寸细密均匀，使用频率可以达到3MHz以上，且高温下损耗较常规铁氧体可以降低15％以上，能够满足器件对高频化、大电流、高温下较大的温度区间低功耗的需求。
附图说明
[0031]图1为实施例1～4和对比例1～2的瓷环的磁导率曲线。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0033]实施例1：
[0034]一种宽温高频磁性材料，其制备方法包括以下步骤：
[0035]1)通过电化学共沉淀法在平均粒径0.3μm的Fe2O3粉末表面共沉淀MnO和Fe2O3，形成多孔MnO
‑
Fe2O3层，得到单层包覆Fe2O3(MnO的质量百分含量为42％)；
[0036]2)通过化学气相沉积法将占单层包覆Fe2O3质量3％的ZnO、占单层包覆Fe2O3质量0.3％的NiO、占单层包覆Fe2O3质量0.3％的TiO2和占单层包覆Fe2O3质量0.1％的Co2O3沉积在多孔MnO
‑
Fe2O3层的孔洞中，得到ZnO
‑
NiO
‑
TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3；
[0037]3)通过化学气相沉积法将占ZnO
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NiO
‑
TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3质量3.5％的ZnO和占ZnO
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NiO
‑
TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3质量0.3％的SiO2依次沉积在ZnO
‑
NiO
‑
TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3表面，得到三层包覆Fe2O3；
[0038]4)通过化学气相沉积法在三层包覆Fe2O3表面依次沉积厚度5nm的SiO2层、厚度1nm的Bi2O3层、厚度2nm的SnO2层和厚度2nm的Nb2O5层，再置于950℃下处理2h，得到七层包覆Fe2O3；
[0039]5)将七层包覆Fe2O3破碎后与SnO2和ZrO2按照质量比1:0.001:0.005混合进行2h球磨，120℃干燥2h，即得宽温高频磁性材料。
[0040]瓷环的制备：
[0041]将本实施例的宽温高频磁性材料和聚乙烯醇树脂(数均分子量35000g/mol)按照质量比1:0.06混合，再在喷雾塔内喷雾造粒，制得粒径30μm～180μm的颗粒，再在200kg/cm2的压力下成型瓷环坯体，瓷环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽温高频磁性材料，其特征在于：所述宽温高频磁性材料的组成包括七层包覆Fe2O3、SnO2和ZrO2；所述七层包覆Fe2O3的组成由内至外依次为Fe2O3内核、多孔MnO
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Fe2O3层、ZnO层、第一SiO2层、第二SiO2层、Bi2O3层、SnO2层和Nb2O5层；所述多孔MnO
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Fe2O3层的孔洞内填充有ZnO、NiO、TiO2和Co2O3。2.根据权利要求1所述的宽温高频磁性材料，其特征在于：所述七层包覆Fe2O3、SnO2、ZrO2的质量比为1:0.0001～0.001:0.0005～0.005。3.根据权利要求1或2所述的宽温高频磁性材料，其特征在于：所述Fe2O3内核的平均粒径为0.1μm～0.3μm；所述第二SiO2层的厚度为3nm～5nm；所述Bi2O3层的厚度为0.5nm～1nm；所述SnO2层的厚度为1nm～2nm；所述Nb2O5层的厚度为1nm～2nm。4.权利要求1～3中任意一项所述的宽温高频磁性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将MnO和Fe2O3共沉积在Fe2O3粉末表面，形成多孔MnO
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Fe2O3层，得到单层包覆Fe2O3；2)将ZnO、NiO、TiO2和Co2O3沉积在单层包覆Fe2O3的孔洞中，得到ZnO
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NiO
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TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3；3)将ZnO和SiO2依次沉积在ZnO
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NiO
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TiO2‑
Co2O3填充单层包覆Fe2O3表面，得到三层包覆Fe2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明雄，
申请(专利权)人：广东泛瑞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：