【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁氧体材料制备，具体涉及一种宽频高居里温度高磁导率的mnzn铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
1、自国家提出加快培育和发展战略性新兴产业以来，我国战略性新兴产业总体呈现持续快速增长之势，取得了显著成效。在各类通讯、电子、仪器仪表、军事、医疗、汽车、新能源以及工业控制等领域，控制电路中均需要滤波器对干扰信号进行截止与衰减，以实现减小噪声，抑制电磁干扰的目的，这对电子产品的稳定性起到十分重要的作用。共模滤波电感模块是其中必不可少的关键元件，随着现代电子产业向小型化、高频化、高可靠性等方向发展，滤波电感的小型化也迫在眉睫。
2、行业的发展对用于滤波电感器件中的关键核心材料-高磁导率mnzn铁氧体提出了更高要求，其直接关乎电感性能。相较于其他软磁材料，mnzn铁氧体的优势在于其磁导率相对较高，这使得在相同的器件几何尺寸和绕线匝数的条件下能产生更高的电感量，有利于获得更高的阻抗值从而增强滤波效果，也有利于器件小型化。但是，单纯地追求高磁导率已经无法满足未来的发展要求，必须要兼顾高居里温度，较宽的应用温度范围，高饱和磁感应强度以满足器件多场景需求。同时还要求对材料进行抗干扰设计使之具备一定的emi特性，即磁导率频率稳定性。因此，具备高截止频率和优良的磁导率频率特性也是应有之义。
3、针对宽频高tc高截止频率高导mnzn铁氧体材料的研究，中国专利公开号为cn111056830 a公开的《宽温宽频高阻抗高磁导率锰锌铁氧体及其制备方法》，其所述功能性组分以各自氧化物计算，包括56.0～60.0mol％的fe
4、中国专利公开号为cn 112723873 a公开的《一种宽频高阻抗高磁导率mnzn软磁铁氧体及其制备方法》，其所述主成分包括52.5～53.9mol％的fe2o3，21.3％～23.30mol％的zno，其余为mno。添加剂包括：纳米caco3：400ppm～1000ppm、纳米bi2o3：100ppm～600ppm、纳米nb2o5：100ppm～350ppm、纳米sio2：20ppm～150ppm、纳米moo3：100ppm～500ppm。其利用合适的主成分与纳米添加剂掺杂，综合采用珠磨机研磨和富氧烧结的工艺，制备得到了具备宽频、高磁导率、高阻抗的mnzn铁氧体。在8mv，10khz条件下，磁导率μi≥15000；200khz时，磁导率μi≥10000；500khz时，磁导率μi≥5000，阻抗系数具备较大优势，综合性能较优。但其居里温度较低，只有130℃，这大大限制了应用场景。
5、中国专利公开号为cn 115745592 a公开的《一种宽频高tc高磁导率锰锌铁氧体材料及其制备方法》，其所述材料由fefe2o4、mnfe2o4、znfe2o4、li0.5fe0.5fe2o4四种单一铁氧体固溶形成的复合铁氧体材料，四种单一铁氧体含量百分比分别记为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。其在原有主成分基础上引入了li0.5fe0.5fe2o4，显著提高了居里温度，同时对磁导率温度曲线二峰位置产生影响，配合调整了温度曲线。在添加剂方面，结合传统添加剂，选用了camoo4和licoo2，显著改善了频宽特性和温度特性。最终得到mnzn铁氧体起始磁导率μi＝10000±10％(25℃，10khz，b＜0.25mt)，且在10khz～300khz的宽频范围内，起始磁导率μi≥9000，综合性能较优，但其居里温度只有165℃。
6、电子科技大学公布了一款高磁导率的mnzn铁氧体(tao w,dengfeng j,chao w,etal.ferrite materials with high saturation magnetic induction intensity andhigh permeability for magnetic field energy harvesting:magnetizationmechanism and brillouin function temperature characteristics[j].journal ofalloys and compounds,2023,933.)其成功制备出磁导率μi＝10000±10％，居里温度tc≥155℃的mnzn铁氧体，同时研究了该型材料的磁化机制和布里渊函数温度特性。但是在较高频段，该型材料磁导率下降幅度较大，磁导率频率特性较差，很难满足宽频应用。
7、综上所述，根据现有的专利和研究成果，对于软磁铁氧体，受制于snoek极限，mnzn铁氧体想要达到较高的起始磁导率，其截止频率必然较低，随之引发宽频特性的恶化，这使得应用场景相当受限。从微观结构来看，高磁导率型的mnzn铁氧体晶粒较大，晶界较薄，杂质较少，因此其磁导率频率特性较差。如何建立新型配方体系，同时兼顾高磁导率和高居里温度，以及如何在对磁导率影响较小的情况下，改善磁导率频率特性，提高截止频率，是当前研究的热点，同时也具备深远的现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对当前应用于共模滤波电感的mnzn软磁铁氧体材料所存在的无法同时兼顾高磁导率、高截止频率、高居里温度和高饱和磁感应强度的问题，提供一种宽频高tc高截止频率高导mnzn铁氧体材料及其制备方法。本专利技术所述宽频高tc高截止频率高导mnzn铁氧体材料起始磁导率μi＝10000±10％(25℃，10khz，b＜0.25mt)，且在10khz～300khz的宽频范围内，磁导率μi≥9000，截止频率fr≥500khz，同时居里温度tc≥190℃，饱和磁感应强度bs≥510mt(25℃，1khz，h＝1194a/m)。相较于现有的同类型产品，本专利技术提供的mnzn铁氧体材料具备更全面且更优的综合性能，填补了相关研究空白。
2、从高磁导率的mnzn铁氧体材料特性来看，居里温度是mnzn铁氧体的内禀特性，其由主配方决定。提高mnzn铁氧体居里温度的常用途径就是降低主配方中zno的含量，增大主配方中fe2o3含量，以调控尖晶石晶格中超交换作用，确保mnzn铁氧体较高的居里温度。同时，从改善频率特性的角度而言，也要求较低的zno含量。综上，为实现宽频高tc高截止频率高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种宽频高Tc高导锰锌铁氧体，其特征在于，包括主配方和添加剂，所述主配方包括51.8～54.0mol％的Fe2O3和16.5％～18.0mol％的ZnO，其余为MnO；以预烧后得到的预烧料质量为基准，所述添加剂包括0.01～0.02wt％Co2O3、0.01～0.02wt％Nb2O5、0.03～0.05wt％Bi2O3、0.02～0.04wt％MoO3和0.01～0.03wt％的CaSiO3。
2.一种宽频高Tc高导锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的宽频高Tc高导锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，步骤7中，降温阶段的过程为：从烧结温度降温至1300℃，氧分压逐渐降至5％；然后继续降温至1100～1300℃，氧分压逐渐降至1％；继续降温至950～1100℃，氧分压逐渐降至0.1％；继续降温至850℃后氧分压为纯氮气氛，在纯氮气氛下降温至50℃。
4.根据权利要求2所述的宽频高Tc高导锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，步骤2中，球磨转速为230～260r/min。
5.根据权利要求2所述的宽频
6.根据权利要求2所述的宽频高Tc高导锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，步骤5中，球磨转速为240～270r/min。
...【技术特征摘要】
1.一种宽频高tc高导锰锌铁氧体，其特征在于，包括主配方和添加剂，所述主配方包括51.8～54.0mol％的fe2o3和16.5％～18.0mol％的zno，其余为mno；以预烧后得到的预烧料质量为基准，所述添加剂包括0.01～0.02wt％co2o3、0.01～0.02wt％nb2o5、0.03～0.05wt％bi2o3、0.02～0.04wt％moo3和0.01～0.03wt％的casio3。
2.一种宽频高tc高导锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的宽频高tc高导锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，步骤7中，降温阶段的过程为：从烧结...
【专利技术属性】
技术研发人员：余忠，金海洋，张凯，邬传健，周晓军，孙科，陈创鑫，李启帆，蒋晓娜，兰中文，余勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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