一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及其制备方法，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料包括主成分和辅助添加剂；所述主成分包括Fe2O3、ZnO、NiO和CuO；所述辅助添加剂包括Co2O3、ZrO2、Bi2O3以及SiO2。本发明专利技术通过配方研制和微量元素改性，解决了材料在

【技术实现步骤摘要】
一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及制备方法


[0001]本专利技术属于软磁铁氧体
，涉及一种镍锌铜铁氧体材料，尤其涉及一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及制备方法。

技术介绍

[0002]铁氧体磁性材料主要包括尖晶石型、石榴石型和磁铅石型的多晶和单晶铁氧体材料，其电阻率高、损耗小、介电性能和频率特性好，是一类重要的磁性功能材料，在现代通讯、军事、电子、信息、化工、生物、医学等领域都具有广泛的应用。
[0003]近年来，随着铁氧体在通信、IT产业、汽车产业、航空航天领域、舰船及国防武器装备系统等各行业的广泛应用，现代通信设备的户外设施、卫星等设备中所使用的元器件对于其宽温、稳定、寿命以及负载温度有了更高的要求。
[0004]目前采用的软磁镍锌铜材料的高低温电感会发生渐变，电感器性能不稳定，所以导致使用NiZnCu材料制作的产品在使用过程中会出现能量转化效率低及使用温度受限等缺点。
[0005]CN 114262221A公开了一种高温度稳定性镍锌铁氧体材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：S1、称取原料，所述原料包括主配方原料和掺杂原料；S2、将所述主配方原料与所述掺杂原料混合后置于炉中，由室温以1.5～2.5℃/s的速率升温至1010℃～1020℃后保温2h～4h，然后冷却至室温，得到预烧结坯料；S3、将所述预烧结坯料磨至粒径在1.0～5.0μm之间占80％～90％，得到预烧结粉料；S4、将所述预烧结粉料制成所需形状的坯件后，置于炉中，由室温升温至1105℃～1120℃后保温3～4h，后冷却至室温，得到高温度稳定性镍锌铁氧体材料。该专利在铁氧体主成分Fe2O3、NiO、ZnO中同时添加BaCO
3 0.1wt％～0.2wt％、LiCO
3 0.1wt％～0.125wt％、MnCO
3 0.2～0.6wt％以及Co2O
3 0.45wt％～0.475wt％等众多杂质，达到高温度稳定性的效果；但其材料并未提供在低温下的性能情况。
[0006]CN 110357610A公开了一种镍锌铁氧体材料、及其制备方法和用途，所述制备方法包括如下步骤：(1)将主成份Fe2O3、ZnO、NiO、CuO和MnO混合，进行一次砂磨，一次造粒；(2)将造粒得到的产品预烧，然后加入添加剂进行二次砂磨，再加入粘合剂和消泡剂进行喷雾造粒，得到颗粒料；(3)将所述颗粒料成型、烧结，得到镍锌铁氧体样品。所述镍锌铁氧体材料具有高磁导率、高Bs、高强度和高耐热冲击性，该专利在铁氧体主成分Fe2O3、Ni2O3、ZnO和CuO中添加ZrO2、CaCO3、Nb2O5以及Co2O3等众多微量元素，达到高磁导率和高温耐冲击性能的效果。其专利技术解决了传统功率材料不能满足汽车电子产品的要求，但未有低温性能情况。
[0007]CN 112466591A公开了一种低温度系数的镍锌铁氧体及其制备方法与应用，所述低温度系数的镍锌铁氧体包括主成分和副成分，其中主成分以标准分子量计包括以下组分：Fe2O
3 47～50mol％、NiO 13～20mol％、ZnO 25～35mol％、CuO 5～7mol％：所述副成分包含氧化锡，相对主成分之总量，其以标准分子量计的含量如下：SnO
2 0.2～0.5wt％。该专利可以采用传统的制备工艺进行低成本的批量生产，所述镍锌铁氧体在25～120℃宽的温
度范围内具有较好的温度稳定性，但是并没有公开高低温负载性能。
[0008]综上所述，为了适应时代的发展，有必要提高铁氧体的高低温负载性能。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及其制备方法，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料解决了材料在
‑
40℃到140℃的电感渐变问题，从而提高了电感器在极端低温/高温条件下的输出稳点性，产品就可应用在航空电子、汽车电子和消费电子等。
[0010]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料包括主成分和辅助添加剂；
[0012]所述主成分包括Fe2O3、ZnO、NiO和CuO；
[0013]所述辅助添加剂包括Co2O3、ZrO2、Bi2O3以及SiO2。
[0014]本专利技术通过配方颜值以及微量元素改性，解决了材料在
‑
40℃到140℃的电感渐变问题，使得所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料具有磁导率高、Bs高、居里温度高等优点，可应用于电子电路宽带变压器、滤波电感、叠层磁珠等中，能够在很大程度上解决软磁铁氧体材料在极端条件下的应用限制。
[0015]辅助添加剂Co2O3的主要作用是：通过添加Co2O3可以生成K1正值很大的CoFe2O4，由于Co
2+
的K1值很大，所以组成中CoFe2O4含量的多少在很大程度上决定了材料的Ⅱ峰位置，从而可以兼顾在极端条件下磁导率稳定性能情况；
[0016]所述SiO2为纳米氧化硅，其平均粒径为25～35nm；主要作用为：细化晶粒辅助添加剂ZrO2、Bi2O3起到助烧作用，降低烧结温度。
[0017]优选地，所述主成分原料按其总物质的量的百分比计包括：
[0018][0019]所述Fe2O3的含量为47.85～49.5mol％，例如可以是47.85mol％、48mol％、48.5mol％、49mol％或49.5mol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述NiO的含量为10.36～12.5mol％，例如可以是10.36mol％、10.5mol％、11mol％、11.5mol％、12mol％或12.5mol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述CuO的含量为10～11.7mol％，例如可以是10mol％、10.5mol％、11mol％、11.5mol％或11.7mol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述ZnO的含量为26.6～31mol％，例如可以是26.6mol％、27mol％、28mol％、29mol％、30mol％或31mol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述辅助添加剂按所述主成分的总质量的百分比计包括：
[0021][0022]所述Co2O3的含量为0.1～0.34wt％，例如可以是0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％或0.34wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述ZrO2的含量为0.02～0.05wt％，例如可以是0.02wt％、0.03wt％、0.04wt％或0.05wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述Bi2O3的含量为0.3～3wt％，例如可以是0.3wt％、1wt％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，其特征在于，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料包括主成分和辅助添加剂；所述主成分包括Fe2O3、ZnO、NiO和CuO；所述辅助添加剂包括Co2O3、ZrO2、Bi2O3以及SiO2。2.根据权利要求1所述的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，其特征在于，所述主成分原料按其总物质的量的百分比计包括：3.根据权利要求1或2所述的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，其特征在于，所述辅助添加剂按所述主成分的总质量的百分比计包括：4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法，其特征碍于，所述制备方法包括如下步骤：(1)按配方量混合主成分Fe2O3、ZnO、NiO和CuO，而后进行一次球磨得到浆料；(2)将步骤(1)所得浆料依次进行一次造粒以及预烧，而后混合辅助添加剂进行二次球磨，二次造粒后得到颗粒料；(3)将步骤(2)所得颗粒料依次进行成型以及烧结，得到所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述一次球磨的时间为20～60min；优选地，步骤(2)所述一次造粒包括喷雾造粒。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预烧的温度为750～900℃；优选地，步骤(2)所述预烧的时间为2～6h；优选地，步骤(2)所述预烧在回转窑预烧炉中进行；优选地，步骤(2)所述预烧的进料量为200～300kg/h。7.根据权利要求4
‑
6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述辅助添加剂包括Co2O3、ZrO2、Bi2O3以及SiO2；优选地，所述辅助添加剂中Co2O3的添加量为所述主成分总质量的0.1～0.34wt％；
优选地，所述辅助添加剂中ZrO2的添加量为所述主成分总质量的0.02～0.05wt％；优选地，所述辅助添加剂中Bi2O3的添加量为所述主成分总质量的0.3～3wt％；优选地，所述辅助添加剂中SiO2的添加量为所述主成分总质量的0.001～0.09wt％。8.根据权利要求4
‑
7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二次球磨包括依次进行的第一球磨和第二球磨；优选地，所述第一球磨的转速为300～500rpm；优选地，所述第一球磨的时间为10
‑
20min；优选地，所述第二球磨的转速为500～700rpm；优选地，所述第二球磨的时间为50
‑
70min；优选地，步骤(2)所述二次球磨得到产品的粒径X50为0.6～1.6μm，X99为2.5～3.6μm；优选地，步骤(2)所述颗粒料的粒径为30～200μm；优选地，步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓丽，陈军林，蒋玉梅，
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：