一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心的制备方法，制备方法包括：S1、称取主配方料Fe2O3，MnO，ZnO；S2、主配方料湿混后干燥；S3、干燥后一次粉碎然后预烧得预烧物料；S4、向预烧物料中掺入杂质并二次粉碎然后干燥，得到掺杂物料；杂质包括CuO；S5、向掺杂物料中加入PVA溶液进行喷雾造粒，得到磁粉料；S6、将磁粉料压为罐形生坯；S7、烧结，具体工艺为：25℃

【技术实现步骤摘要】
一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心及其制备方法。

技术介绍

[0002]MnZn功率铁氧体罐形磁心属于软磁铁氧体材料。MnZn功率铁氧体材料具有高饱和磁通密度、低功率损耗的特点，用该种材料所生产各类不同形状及大小的磁心，如环形、罐形、RM型等，应用于功率变压器及功率电感器中，是市场上应用广泛的材料。其中罐形磁心因具有体积小、感抗高、绕线方便、磁屏蔽及散热效果均衡，抗干扰能力强的特点，在电源系统中被广泛应用。尤其近年来，随着电子信息产业的迅速且高质量发展，行业对产品外观、电磁性能、抗压强度都有较为严苛的要求，因此作为铁氧体生产企业来说，满足用户需求、提高产品可靠性是企业发展的源动力。
[0003]罐型磁心不同于其它磁心的特点是其具有罩式结构，壁和底均较薄。尤其是较小尺寸的磁心壁及底厚最小者甚至可达仅0.6mm。厚度越小，所能承受的机械压力的能力越差。MnZn功率铁氧体罐形磁心的机械强度主要与产品的密度以及磁心晶粒间的作用情况有关，同时也与烧结工艺密切相关。现有的MnZn功率铁氧体罐形磁心由于在制备工艺等方面存在缺陷，故在安装或封装或受到外力作用加强时，超出磁心机械强度所能承受的范围时，磁心会出现裂纹、断裂等现象，导致器件失效；小型化、高频化的产品中，对磁心的尺寸要求更加严格，而现有的MnZn功率铁氧体罐形磁心难以满足其要求。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术实施例提供了一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、按摩尔百分比称取主配方料，主配方料具体含有以下组分：
[0008]Fe2O3：53～54mol％，MnO：36～38mol％，ZnO：9～11mol％；
[0009]S2、向S1中称取的主配方料中加入其总质量1～1.5倍的水，一次湿混30min～60min，然后干燥；
[0010]S3、将S2中干燥后的主配方料一次粉碎至30目后进行预烧，得到预烧物料；
[0011]S4、向S3中得到的预烧物料中掺入杂质并进行二次粉碎，然后干燥，得到掺杂物料；杂质包括质量为预烧物料0.02～0.06wt％的CuO；
[0012]S5、向掺杂物料中加入质量为预烧物料6％～12wt％的8wt％PVA溶液进行喷雾造粒，得到磁粉料；
[0013]S6、用模具将S5中喷雾造粒得到的磁粉料干压成型为罐形生坯；
[0014]S7、控制烧结工艺，设置平衡气氛曲线，在烧结设备中烧结；烧结的具体工艺为：
[0015]将温度由25℃升温至900℃，完成一段烧结；在900℃～1100℃采用氧分压为0～0.1％的致密化烧结，升温速率为0.5～1℃/min，并在1100℃保温1h～2h，使一段烧结后的罐型生坯充分反应，完成大部分铁氧体化；然后保持该氧分压并以2～3℃/min升温速率升至烧结温度1300℃～1340℃，并以5～6％的氧分压保持4h～5h；再以2～3℃/min的降温速率，氧分压为0.04～2.0％降温到1000℃；1000℃～200℃区间采用纯氮气降温，得到最终烧结坯件；
[0016]S8、按照技术图纸的尺寸要求将最终烧结坯件加工为成品高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心。
[0017]优选地，S3中，进行预烧时的具体参数包括：
[0018]预烧温度为880～930℃，保温时间2.5h～3h。
[0019]优选地，S4中，杂质还包括总质量为预烧物料0.02～0.06wt％的V2O5、Nb2O5的混合物。
[0020]优选地，S4中，二次粉碎具体是进行0.5h～1h球磨粉碎。
[0021]优选地，S5中，喷雾造粒的含水量控制在0.4
±
0.1％。
[0022]优选地，S5中，进行喷雾造粒时，按磁粉料成型重量的0.03～0.05％的比例添加硬脂酸锌作为润滑剂。
[0023]优选地，S6中，进行干压成型时，罐形生坯的密度应保持在3.0
±
0.1g/cm3，罐形生坯的成型线应靠近产品高度中心处，防止烧结时产生较大变形量。
[0024]优选地，S7中，烧结设备具体是智能钟罩式可控气氛电阻炉。
[0025]优选地，S7中，一段烧结的具体工艺是：
[0026]在25℃～900℃区间，升温速率0.6～4℃/min，保证负压烧结，使罐型生坯的胶水等充分挥发，完成一段烧结。
[0027]第二方面，本专利技术实施例提供了一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心，其是由上述制备方法得到。
[0028]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0029](1)本专利技术提供的一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心的制备方法，在二次粉碎时掺入了特定含量的CuO，可在700℃～800℃开始形成铜铁氧体，在1200℃下开始熔融；加入该杂质可以在烧结时起到良好的助熔作用，降低烧结温度、细化晶粒，并与其它组分协同生效，获得较高密度的铁氧体，从而提高罐形磁心的机械强度。
[0030](2)本专利技术提供的一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心的制备方法，在烧结过程中降低烧结温度1300℃～1340℃，保温4～5h，并在900℃～1100℃增加氧分压为0～0.1％的致密化烧结，结合其它特定的制备工艺，从而更进一步提高了罐形磁心的机械强度。通过改善产品的微观结构而大幅提升了其综合性能。
[0031](3)本专利技术利用掺杂离子的除了保证产品的功率特性外，同时加入可以改善产品的微观结构，细化晶粒，提高产品磁导率以及机械强度。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用
的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。
[0033]以下附图仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，任何形式的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的的前提下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0034]图1为本专利技术实施例1提供的高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心在进行力学实验时的示意图。
[0035]在图1中：1
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压头，2
‑
垫片，3
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本专利技术实施例1提供的高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心，4
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圆棒支座，F代表施加的机械压力，A代表3
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本专利技术实施例1提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按摩尔百分比称取主配方料，所述主配方料具体含有以下组分：Fe2O3：53～54mol％，MnO：36～38mol％，ZnO：9～11mol％；S2、向S1中称取的所述主配方料中加入其总质量1～1.5倍的水，一次湿混30min～60min，然后干燥；S3、将S2中干燥后的所述主配方料一次粉碎至30目后进行预烧，得到预烧物料；S4、向S3中得到的所述预烧物料中掺入杂质并进行二次粉碎，然后干燥，得到掺杂物料；所述杂质包括质量为所述预烧物料0.02～0.06wt％的CuO；S5、向所述掺杂物料中加入质量为所述预烧物料6％～12wt％的8wt％PVA溶液进行喷雾造粒，得到磁粉料；S6、用模具将S5中喷雾造粒得到的所述磁粉料干压成型为罐形生坯；S7、控制烧结工艺，设置平衡气氛曲线，在烧结设备中烧结；所述烧结的具体工艺为：将温度由25℃升温至900℃，完成一段烧结；在900℃～1100℃采用氧分压为0～0.1％的致密化烧结，升温速率为0.5～1℃/min，并在1100℃保温1h～2h，使一段烧结后的所述罐型生坯充分反应，完成大部分铁氧体化；然后保持该氧分压并以2～3℃/min升温速率升至烧结温度1300℃～1340℃，并以5～6％的氧分压保持4h～5h；再以2～3℃/min的降温速率，氧分压为0.04～2.0％降温至1000℃；1000℃～200℃区间采用纯氮气降温，得到最终烧结坯件；S8、按照技术图纸的尺寸要求将所述最终烧结坯件加工为成品高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心。2.根据权利要求1所述的一种高机械强度MnZn功率铁氧体罐形磁心的制备方法，其特征在于，S3中，进行所述预烧时的具体参数包括：预烧温度为880～930℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娜，吕海波，张静，高喜英，王竹超，李想，
申请(专利权)人：北京七星飞行电子有限公司，
类型：发明
国别省市：