本发明专利技术涉及一种软磁铁氧体磁性材料及其制备方法，该软磁铁氧体磁性材料由主成分和辅助成分制成；其中所述的主成分及重量百分比以氧化物计算为：Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］为６２～７５ｗｔ％；Ｍｎ↓［３］Ｏ↓［４］为１３～２０ｗｔ％；其余为ＺｎＯ；辅助成分及其含量为：ＣａＯ：５０～３００ｐｐｍ，Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］：１００～８００ｐｐｍ，Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］：１００～６００ｐｐｍ，ＭｏＯ↓［３］：５０～４００ｐｐｍ中的一种或多种组合。本发明专利技术的软磁铁氧体磁性材料既具有高磁导率又具有低ＴＨＤ特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种软磁铁氧体磁性材料，尤其涉及一种高磁导率、低THD 软磁铁氧体磁性材料及其制备方法，属于磁性材料
技术介绍
高磁导率Mn-Zn铁氧体材料是为适应电子通信、新型电子照明设备的高 电感量和小型轻薄化的需求而发展起来的，其应用十分广泛，尤其在当今通 信领域里，数字网络通信、光纤通信技术及设备以飞快的速度发展，迫切需 要高磁导率Mn-Zn铁氧体磁心制作的滤波器、宽带变压器和脉冲变压器等电 子器件。但与此同时，通信设备对高磁导率Mn-Zn铁氧体材料的性能也提出 诸如宽频、高传输速率、低谐波失真等要求。随着网络技术快速发展，xDSL (包含非对称数字用户线ADSL和对称数字 用户线SDSL等传输形式)通信技术得到广泛引用。对用来实现隔离、阻抗匹 配和高低通滤波功能的高磁导率铁氧体磁心的需求量越来越大，同时对铁氧 体磁心提出了更高的要求；为了在信号传输过程中减小波形失真，减少传输 错误，延长传输距离，要求变压器具有低的总谐波失真(THD Total Harmonic Distortion)很小。高磁导率、低THD材料的应用前景十分广阔，客户需求 量也很大，如果产品能够顺利量产将产生很大的经济效益和社会效益。高磁 导率、低THD软磁铁氧体磁性材料普遍用于通信领域，减小波形失真，减少 传输错误，延长传输距离。低THD软磁铁氧体磁性材料的这一特性还增强了 电源与发电机的兼容性，使得这款应急电源在接入精密仪器仪表制造、医疗 救生系统等对电网环境要求较高的系统时，更为安全。 '
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料 及其制备方法。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的； 一种高磁 导率、低THD软磁铁氧体磁性材料，该软磁铁氧体磁性材料由主成分和辅助 成分制成；其中所述的主成分及重量百分比以氧化物计算为FeA为62 75wt%; Mm04为13 20wt%;其余为Zn0;辅助成分及其 含量为Ca0: 50 300ppm， Bi2O3:100 800ppm， Nb205:100 600ppm， Mo03:50 400ppm中的一种或多种组合。在上述的高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料中，作为优选，所述的 辅助成分及其含量为CaO: 100 200ppm， Bi203:200 500ppm， Nb205:200 400ppm， Mo03:100 300ppm。 '起始磁导率u i是高导材料的重要参数之一，u i与材料的饱和磁化强度 Ms、磁晶各向异性常数K1、磁致伸縮系数AS以及内应力o等密切相关，可 以表示为M^Ms2/(2Kl+3ASo)。由于Ms的变化范围小，所以铁氧体的 不同配方组份所获得的磁导率差异主要是由K1、入S和o造成的，当K1、入S 与o同时趋近于最小时，就会获得最高的Ui值。但随着Ui值的提高，材 料晶界变薄，同时不可逆壁移出现，从而导致损耗上升，居里点下降，使材 料的应用价值受到限制，所以在研制低THD软磁铁氧体材料时，必须对配方 组份中的基本成分、改善ui-f特性、降低材料损耗、优选添加物种类和数 量以及提高烧结密度等方面进行控制；另外，根据Snock公式可知，wi与材 料截止频率fr之间相互制约，改善材料的U i-f特性与片面提高u i值是相 互对立的，对铁氧体的影响很大，主要表现为影响晶粒的非正常生长，造成 晶格缺陷，从而影响铁氧体的微观结构和内禀特性。高li i、低THD的软磁铁氧体磁性材料的主配方范围为Fe力3为62 75wt%; Mn304为13 20wt%;掺入极少量的辅助成分如CaC03、 Bi203等，同时提高烧结温度以促进晶粒快速生长(晶粒大小约在30iiin以上)，即可达到较 高的磁导率要求。但这类材料由于晶粒尺寸过大，损耗严重(特别是涡流损 耗较大)，磁导率的频率特性也较差，在100kHz时已下降3096以上。而低THD 的软磁铁氧体材料(其晶粒尺寸约在20pm左右)，需要材料的nB (磁滞常 数)<0.2X10-6/mT，因此，就必须改善材料电磁性能等方面进行辅助成分的 工艺试验，找出切实可行的添加物种类及含量。本专利技术添加100 800ppm的 Bi203可以降低软磁铁氧体磁性材料的烧结温度，显著提高材料的密度，同时对Bs和i的提高也有利；添加50 400ppm Mo03作用是加速反应速度，在 升温固相反应过程中该辅助成分以金属离子形式进入铁氧体晶粒，形成结晶 中心助长晶粒长大，但在高温下又以杂质离子氧化物的形式存在而抑制晶粒 生长。添加50 300ppm的CaO和100 600卯m的吣205可以从基相的电磁特 性或其它方面(如晶界)来提高材料的ui-f特性和低THD特性，因此本发 明中主成分和辅助成分配伍合理，选择的辅助成分合适，含量适中，制备的 软磁铁氧体材料既具有较高的磁导率还具有低THD特性；所述的软磁铁氧体 磁性材料在f=10kHz， B〈0.25mT的条件下，磁导率为7000 13000，并且在 f二10kHz， B二1.5 3mT的条件下，磁滞常数<0. 2X 10—7mT。此外本专利技术还涉及高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料的制备方法， 该方法包括如下步骤(1) 、配料、混合按主成分以氧化物计的重量百分比的含量进行配料; 配料后采用振动球磨机混合15 40分钟后得到红色固体颗粒；(2) 、预烧将上述得到的红色固体颗粒进行预烧，其中预烧温度为800 950°C，预烧时间为60 180分钟；(3) 、砂磨、喷雾造粒、成型将上述预烧后的预烧料放入砂磨机进行 砂磨，砂磨过程中加入去离子水、分散剂、聚乙烯醇和辅助成分，砂磨时间为40 100分钟；砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒，然后压制成型；(4)、烧结将上述成型后的磁心坯料放入钟罩炉在温度为'1300 1400 'C的条件下烧结2 10小时，烧结后降温后即得到软磁铁氧体磁性材料。在上述的高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料的制备方法中，步骤(2) 中所述的预烧升温速率为2 5'C/分钟，预烧时间为80 120分钟。在上述的高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料的制备方法中，步骤(3) 所述的砂磨机的转速控制在60 150转/分钟，砂磨后颗粒粒径控制在0. 8 1. 2tim。在上述的高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料的制备方法,中，步骤(3) 所述的喷雾造粒时的温度为150 350°C，喷雾造粒后颗粒含水重量百分比控 制为0.3 0.6%，松装密度为1.2 1.5g/cm3，安息角〈35°。本专利技术采用简便的干法制备方法，在配料、混合过程中，保证混料 均匀和造粒尺寸的一致性；预烧温度控制在800 95(TC为宜，预烧升温速率 为2 5。C/分钟，预烧时间控制在60 180分钟，优选为80 120分钟；砂磨 时加入去离子水、分散剂、聚乙烯醇和辅助成分，并控制砂磨机的转速控制 在60 150转/分钟，时间控制在40 100分钟；最终达到粒料粒径为0. 8 L2um;从而达到细小、均匀之目的；经喷雾干燥等方法造粒后的喷雾造粒 后颗粒含水重量百分比控制为0.3 0.6%,松装密度为1.2 1.5g/cm3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高磁导率、低ＴＨＤ软磁铁氧体磁性材料，该软磁铁氧体磁性材料由主成分和辅助成分制成；其中所述的主成分及重量百分比以氧化物计算为：Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］为６２～７５ｗｔ％；Ｍｎ↓［３］Ｏ↓［４］为１３～２０ｗｔ％；其余为ＺｎＯ；辅助成分及其含量为：ＣａＯ：５０～３００ｐｐｍ，Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］：１００～８００ｐｐｍ，Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］：１００～６００ｐｐｍ，ＭｏＯ↓［３］：５０～４００ｐｐｍ中的一种或多种组合。
【技术特征摘要】
1.一种高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料，该软磁铁氧体磁性材料由主成分和辅助成分制成；其中所述的主成分及重量百分比以氧化物计算为Fe2O3为62～75wt％；Mn3O4为13～20wt％；其余为ZnO；辅助成分及其含量为CaO50～300ppm，Bi2O3100～800ppm，Nb2O5100～600ppm，MoO350～400ppm中的一种或多种组合。2. 根据权利要求1所述的高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料，其特 征在于所述的辅助成分及其含量为CaO: 100 200ppm， Bi203:200 500ppm， Nb205:200 400ppm， Mo03:100 300ppm。3. 根据权利要求1或2所述高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料，其 特征在于所述的软磁铁氧体磁性材料在f二10kHz， B〈0.25mT的条件下，磁 导率为7000 13000，并且在f二10kHz， B = l. 5 3mT的条件下，磁滞常数< 0. 2X10_6/mT。4、 一种高磁导率、低THD软磁铁氧体磁性材料的制备方法，该方法包 括如下步骤(1) 、配料、混合按主成分以氧化物计的重量百分比的含量进行配料; 配料后采用振动球磨机混合15 40分钟后得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：王栩，包大新，王朝明，杨正忠，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]
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