【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及软磁铁氧体材料，更具体地说，本专利技术涉及一种超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
1、锰锌软磁铁氧体是目前广泛运用的一种磁性材料，由于其制备工艺成熟，价格低廉，具有磁导率高、功耗低、饱和磁通密度(bs)高的特点，同时电阻率也比较高，广泛运用于电子行业。对功率锰锌铁氧体来说，功耗和bs是两个重要特性。低功耗意味着在使用过程中的损耗越小，可以具有更高的转化效率和更低的发热。而随着目前5g和新能源汽车等行业的兴起，对锰锌软磁铁氧体提出了更高的低功耗要求。首先，5g的兴起提高了对锰锌软磁铁氧体的频率要求，要求其能在更高更宽的频率段具有较低的功耗；其次，电子器件在新能源汽车中的工作环境较为苛刻，温度范围较广，因此锰锌软磁铁氧体需要在较宽的温度范围内能工作；同时，为了应对小型化的趋势，高bs特性也是不可忽视的特性。由变压器的工作原理可知，输出电压v＝kfbmaen，当输出电压要求恒定时，更高的bs产品可以做到更小的磁芯有效截面积ae，有利于产品的小型化发展。
2、对于功率锰锌铁氧体材料来说，低功率损耗一直是制造厂家所追求的目标。对于目前的宽温低功耗类铁氧体材料来说，目前的低功耗锰锌铁氧体材料可以将100khz，200mt功耗降低到280kw/m3左右，想要将此性能继续提升难度非常大。
3、提高锰锌软磁铁氧体的功耗特性，主要取决于其致密且均匀的微观结构。如果其密度低，气孔率高，则其单位体积内的磁畴数量少且易有应力，则其bs难以提高。如果其畴壁较厚，则其共振频率低，难以具备较好的频
4、
5、共振频率fr与d成反比。因此，减小畴壁宽度d就能提高畴壁的共振频率fr。高温工作环境下，损耗主要来自于涡流损耗，主要通过提高电阻率可以有效的降低涡流损耗，使其保持在较宽的温度范围可以有较低的功耗。尽管影响其的物理条件较为明确，但是，各个条件之间容易相互影响，难以达到平衡。提高预烧温度，细化晶粒，频率特性就会得到改善，但材料的密度和bs难以提高。预烧温度高，则会在烧结时出现晶粒的不连续生长，使产品的性能大大下降；提高烧结温度，会促进气孔排出和晶粒长大，提高bs和叠加特性。但温度过高，铁氧体晶粒会异常长大，同时某些金属离子挥发，脱氧，热离解，发生反应，导致锰锌软磁铁氧体变脆且电阻率降低，从而难以具有较低的高频功耗。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种锰锌铁氧体材料，在较宽的频率和温度范围内，具有超低功耗和高bs的特性。本专利技术还提供了该锰锌铁氧体材料的制备方法，相比于传统的制备锰锌铁氧体制备方法，该方法不仅质量、生产效率和合格率高，微观结构和性能优势也非常突出。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料，包括主成分和辅助成分，所述主成分按摩尔百分比包括52-55.5mol％fe2o3、7.5-11mol％zno2，余量为mn3o4；所述辅助成分包括cao、sio2、nb2o5、co2o3、tio2、sno2、zro2、v2o5、moo3、cuo。
4、在本专利技术一些实施例中，所述的超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料，基于所述主成分的总重量，辅料成份包括：0.03-0.2％ cao、0.05-0.03％ sio2、0.01-0.2％nb2o5、0.1-0.6％ co2o3、0.05-0.2％ tio2、0.05-0.3％ sno2、0.01-0.2％ zro2、0.03-0.2％ v2o5、0.05-0.2％ moo3、0.03-0.5％cuo。
5、在本专利技术一些实施例中，所述超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，包括：按照主成分的含量分别称取fe2o3、zno2和mn3o4，研磨混匀并干燥后预烧若干次；按照辅助成分的含量分别称取cao、sio2、nb2o5、co2o3、tio2、sno2、zro2、v2o5、moo3、cuo，加入到预烧后冷却的主成分中，研磨混匀后加入聚乙烯醇粘结剂，进行喷雾造粒，将喷雾造粒后的物料制成坯件，干燥后在气氛保护钟罩炉中进行烧结，得到超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料。
6、在本专利技术一些实施例中，所述的超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：
7、s1、按照主成分的含量分别称取fe2o3、zno2和mn3o4，研磨混匀并干燥后预烧两到三次；
8、s2、按照辅助成分的含量分别称取cao、sio2、nb2o5、co2o3、tio2、sno2、zro2、v2o5、moo3、cuo，加入到预烧后冷却的主成分中，研磨混匀；
9、s3、将步骤s2得到的物料加入聚乙烯醇粘结剂，进行喷雾造粒，将喷雾造粒后的物料制成坯件并干燥；
10、s4、将干燥后的坯件在1280-1330℃条件下烧结，冷却后，得到超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料。
11、在本专利技术一些实施例中，所述步骤s1中，多次预烧的温度范围为840-940℃，预烧时间为0.5-3小时。
12、在本专利技术一些实施例中，所述步骤s2中，研磨混匀后，物料粒径为0.8～1.2μm。
13、在本专利技术一些实施例中，所述步骤s3中，聚乙烯醇粘结剂的加入量为0.05-0.4％，即聚乙烯醇粘结剂/物料＝0.05-0.4％。
14、在本专利技术一些实施例中，步骤s4中所述的烧结具体的工艺为：
15、s4-1：在空气气氛中将温度升高到200℃，再缓慢升高到300℃，使坯件中聚乙烯醇完全挥发；
16、s4-2：以10-15℃/min升温至1100℃，烧结气氛氧含量降低到0.0-3.0％。再以2-10℃/min速度直接升温到1280-1330℃，烧结气氛氧含量降低到0.5-5.0％，保温150-300min；
17、s4-3：保温结束后，以0.3-1.5℃/min速度降低到1000℃，同时逐渐降低氧含量，1100℃时氧含量控制在0.5-1.0％，1050℃时气氛氧含量控制在0.1-0.3％，1000℃时氧含量控制在0.02-0.05％；
18、s4-4：以3-10℃/min降温速度降温到200℃，同时继续降低氧含量，1000-200℃气氛氧含量控制在50ppm以下。
19、在本专利技术一些实施例中，步骤s1或s2中所述的研磨混匀具体为砂磨或球磨。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
21、(1)本申请提供的锰锌铁氧体制备方法采用低温烧结的方式，避免晶粒异常长大，同时加入熔点低的添加剂，如sio2，vo2，mo2o3，cuo，这些添加剂会在烧结过程中形成液相，促进固相反应的进行，气孔排除充分，材料的密度和饱和磁感应强度增加。同时，部分高价离子进入晶格内(以v5+为例)，为满足电中性，部分的fe3+被还原成fe2+，由于fe2+对铁氧体磁晶各向异性有正补偿作用，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超低损耗高Bs宽温宽频锰锌铁氧体材料，其特征在于，包括主成分和辅助成分，所述主成分按摩尔百分比包括52-55.5mol％Fe2O3、7.5-11mol％ZnO2，余量为Mn3O4；所述辅助成分包括CaO、SiO2、Nb2O5、Co2O3、TiO2、SnO2、ZrO2、V2O5、MoO3、CuO。
2.根据权利要求1所述的超低损耗高Bs宽温宽频锰锌铁氧体材料，其特征在于，基于所述主成分的总重量，辅料成份包括：0.03-0.2％CaO、0.05-0.03％SiO2、0.01-0.2％Nb2O5、0.1-0.6％Co2O3、0.05-0.2％TiO2、0.05-0.3％SnO2、0.01-0.2％ZrO2、0.03-0.2％V2O5、0.05-0.2％MoO3、0.03-0.5％CuO。
3.权利要求1-2任一所述的超低损耗高Bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的超低损耗高Bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的超低损耗高Bs宽温宽频锰锌
6.根据权利要求4所述的超低损耗高Bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，研磨混匀后，物料粒径应为0.8-1.2μm。
7.根据权利要求4所述的超低损耗高Bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，聚乙烯醇粘结剂的加入量为0.05-0.4％。
8.根据权利要求4所述的超低损耗高Bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述的烧结具体的工艺为：
9.根据权利要求4所述的超低损耗高Bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于，步骤S1或S2中所述的研磨混匀具体为砂磨或球磨。
...【技术特征摘要】
1.一种超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料，其特征在于，包括主成分和辅助成分，所述主成分按摩尔百分比包括52-55.5mol％fe2o3、7.5-11mol％zno2，余量为mn3o4；所述辅助成分包括cao、sio2、nb2o5、co2o3、tio2、sno2、zro2、v2o5、moo3、cuo。
2.根据权利要求1所述的超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料，其特征在于，基于所述主成分的总重量，辅料成份包括：0.03-0.2％cao、0.05-0.03％sio2、0.01-0.2％nb2o5、0.1-0.6％co2o3、0.05-0.2％tio2、0.05-0.3％sno2、0.01-0.2％zro2、0.03-0.2％v2o5、0.05-0.2％moo3、0.03-0.5％cuo。
3.权利要求1-2任一所述的超低损耗高bs宽温宽频锰锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓飞，徐士亮，周艳辉，王臻，程鹏，李霖，田宝琦，
申请(专利权)人：山东春光磁电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。