一种宽频高Tc高磁导率锰锌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频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料，所述宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料为由FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li

【技术实现步骤摘要】
一种宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锰锌铁氧体材料领域，具体涉及一种在高Tc下具有宽频高磁导率的锰锌铁氧体材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在各种电子产品中，共模滤波器是其开关电源系统必备的电子元器件之一，它的性能对电子产品的稳定性起到十分重要的作用。高磁导率锰锌铁氧体材料是共模滤波器最常见的使用材料，它的性能对共模滤波器起到十分关键的作用。目前各种电子产品都在追求小型化和轻量化，共模滤波器作为电源中占用体积较大的元器件，它的小型化也是必然的选择。共模滤波器的小型化，必然要求其在具有高的磁导率的同时，也具有高的居里温度和好的频率特性，以保证其在高温下的可靠性。因此，开发出具有宽频高T
c
高磁导率的锰锌铁氧体材料是十分重要的。
[0003]针对高磁导率锰锌铁氧体材料，国内外的厂家都开发出了不同牌号的铁氧体材料。日本TDK公司很早就开发的H5C2、H5C3、H5C4、HS10、HS12等高磁导率材料，Ferroxcube也开发出3E5、3E6、3E7、3E8等高磁导率材料，中国台湾越峰也开发出A07、A10、A102、A121、A151等高磁导率材料。以横店东磁和天通为代表的内资企业也开发出了R10K、R12K、R10KB、R15K、TSR7、TSR10、TSR13 等高磁导率材料。在同时兼顾高磁导率、高频以及居里温度情况下，磁导率为 10000左右的材料受到广泛的重视和应用。这些不同特点的高磁导率材料在各种不同的共模滤波器中得到了广泛的应用。
[0004]目前，主流的磁导率为10000左右的高磁导率材料的居里温度T
c
为120～130℃，频宽一般都小于200kHz，在目前汽车电子的使用中受到了很大的制约，无法适应高温下的严酷使用环境，因此急需开发出一款居里温度达到165℃以上、频宽为300kHz的新材料，这种宽频高T
c
高磁导率铁氧体材料将在汽车电子等恶劣工况下具有显著的竞争优势，市场前景广阔。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服现有高磁导率锰锌铁氧体材料的不足，而开发出的一种宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料及其制备方法。本专利技术的宽频高Tc 高磁导率锰锌铁氧体材料是一种在高Tc下具有宽频高磁导率的锰锌铁氧体材料起始磁导率μi≈10000(25℃，10kHz)，且在10kHz～300kHz的宽频范围内，起始磁导率μi≥9000以上，同时在20℃～120℃之间，起始磁导率最小值μi_min ≥7500，且居里温度Tc＞165℃；其制备方法属于氧化物制备磁性材料。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
[0007]一种宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料，其特征在于：所述宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料为由FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li
0.5
Fe
0.5
Fe2O4四种单一铁氧体固溶形成的复合铁氧体材料，FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li
0.5
Fe
0.5
Fe2O4四种单一铁氧体的含量以百分比
计分别为α、β、γ、θ，其中：5.390％≤α≤7.70％，35.20％≤γ≤38.14％，0.39％≤θ≤1.56％，且α+β+γ+θ＝1。
[0008]优选的，所述宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料的制备方法，过程包括下列步骤：
[0009](1)原料混合：根据四种单一铁氧体含量计算出Fe2O3、MnO、ZnO、LiMnO2四种原料的投料量，称量好Fe2O3、MnO、ZnO、LiMnO2后使用振磨机混合，使四种原材料分布均匀；
[0010](2)预烧：步骤(1)混合好的原料进入回转窑预烧，清除原料内的酸根离子和其他杂质，并初步反应生成FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li
0.5
Fe
0.5
Fe2O4四种单一铁氧体；
[0011](3)砂磨：在步骤(2)预烧后的FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li
0.5
Fe
0.5
Fe2O4四种单一铁氧体粉料中加入添加剂、纯水、PVA、消泡剂后进行砂磨，砂磨粒径控制在0.7～0.9μm；
[0012](4)喷雾造粒：将步骤(3)砂磨后的浆料在喷雾塔中进行喷雾造粒；
[0013](5)将步骤(4)喷雾造粒的粉料使用成型机压制成生坯，在钟罩窑中使用1370℃～1390℃之间的温度烧结9～12小时，然后降温，降温冷却后即得到软磁铁氧体材料，即所述宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料。
[0014]优选的，步骤(5)中，在烧结时，在磁心边放置一个Fe2O3和Li2CO3均匀混合后的压坯，压坯直径为50mm，厚度为10mm，在压坯中Li2CO3的质量百分比为 8.8％～11.6％。
[0015]优选的，步骤(1)中，所述根据四种单一铁氧体含量计算出Fe2O3、MnO、 ZnO、LiMnO2四种原料的投料量，所述Fe2O3、MnO、ZnO、LiMnO2四种原料的投料量以mol％计含量分别为a％、b％、c％、d％，a+b+c+d＝100；且满足居里温度理论计算公式T
c
＝12.46a
‑
8.26c+40.9d
‑
341.9，居里温度理论值T
c
＞165。
[0016]优选的，步骤(3)中，所述添加剂为CaMoO4、V2O5、CoO、TiO2和LiCoO2中的任意3种或者3种以上组合。
[0017]更优选的，步骤(3)中，所述添加剂包括CaMoO4和LiCoO2，且CaMoO4和LiCoO2的含量分别为300～600ppm和500～1000ppm；所述添加剂还包括V2O5、 CoO和TiO2中的任意1种或多种。
[0018]步骤(5)得到的所述所述宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料起始磁导率μ
i
≈10000(25℃，10kHz)，起始磁导率μ
i
≥9000(25℃，300kHz)，居里温度 T
c
＞165℃，在20℃～120℃之间，起始磁导率最小值μ
i_min
≥7500。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0020]本专利技术的宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料是一种在高Tc下具有宽频高磁导率的锰锌铁氧体材料，其制备方法属于氧化物制备磁性材料。
[0021]从高磁导率锰锌铁氧体材料特性来看，居里温度是材料的本征特性，由主配方决定的，提高居里温度的途径就是采用富铁少锌的配方，但是，提升磁导率却要增加铁氧体中的锌含量，而改善频率特性也是要求采用含锌量少的配方。在传统的高磁导率材料中，对居里温度要求不高的情况下，采用的高锌配方比较容易做到较高的磁导率特性，但是，如果将居里温度区间从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料，其特征在于：所述宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料为由FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li
0.5
Fe
0.5
Fe2O4四种单一铁氧体固溶形成的复合铁氧体材料，FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li
0.5
Fe
0.5
Fe2O4四种单一铁氧体的含量以百分比计分别为α、β、γ、θ，其中：5.390％≤α≤7.70％，35.20％≤γ≤38.14％，0.39％≤θ≤1.56％，且α+β+γ+θ＝1。2.如权利要求1所要求的宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于：过程包括下列步骤：(1)原料混合：根据四种单一铁氧体含量计算出Fe2O3、MnO、ZnO、LiMnO2四种原料的投料量，称量好Fe2O3、MnO、ZnO、LiMnO2后使用振磨机混合，使四种原材料分布均匀；(2)预烧：步骤(1)混合好的原料进入回转窑预烧，清除原料内的酸根离子和其他杂质，并初步反应生成FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li
0.5
Fe
0.5
Fe2O4四种单一铁氧体；(3)砂磨：在步骤(2)预烧后的FeFe2O4、MnFe2O4、ZnFe2O4和Li
0.5
Fe
0.5
Fe2O4四种单一铁氧体粉料中加入添加剂、纯水、PVA、消泡剂后进行砂磨，砂磨粒径控制在0.7～0.9μm；(4)喷雾造粒：将步骤(3)砂磨后的浆料在喷雾塔中进行喷雾造粒；(5)将步骤(4)喷雾造粒的粉料使用成型机压制成生坯，在钟罩窑中使用1370℃～1390℃之间的温度烧结9～12小时，然后降温，降温冷却后即得到软磁铁氧体材料，即所述宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料。3.如权利要求2所述宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王微达，严建强，李永劬，李明治，王士杰，谈海烽，
申请(专利权)人：海宁联丰磁业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：