高饱和磁感应强度的软磁锰锌铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高饱和磁感应强度的软磁锰锌铁氧体材料及其制备方法，该材料包括主料和微量添加物，所述的主料包括组分和摩尔百分含量：氧化铁５０－５５％，氧化锌５－１０％，氧化锰３６－４３％；所述的微量添加物选自Ｎｂ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＮｉＯ、ＣａＣＯ３中的２种或者２种以上，其加入量为材料总重量的６００－３０００ｐｐｍ。与现有技术相比，本发明专利技术具有高饱和磁感应强度（Ｂｓ）、低功率损耗性能等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氧化物磁性材料
，尤其是涉及一种高饱和磁感应强度的软磁 锰锌铁氧体材料KP4A及其制备方法。
技术介绍
个人电脑、网络通讯、信息家电、汽车电子等IT技术的飞速发展，对电子器件提出 了愈来愈高的要求。随着电子器件的小型化和高效率化，在电气电子设备中对小型、高效率 的变压器的需求越来越大。特别是作为车用变压器线圈产品的MnZn铁氧体磁心材料，为了 使之在外界气温变化和发动机室发热等恶劣温度条件下也能起作用，除了要求在高温下功 耗低外，还要求在高温条件下能保持很高的饱和磁通密度(Bs)。而且普通的电气电子产品 所用的线圈产品如果使用具有高饱和磁通密度的MnZn磁心材料，也同样可控制因自发热 等造成的饱和磁通密度的下降，并能实现线圈的小型化设计。近几年来，各大铁氧体公司竞相提高锰锌铁氧体材料综合性能，使这种基础功能 材料的发展出现了勃勃生机。高Bs材料也就是功率铁氧体材料，其饱和磁通密度Bs越高， 则磁心处于正常工作状态时越不容易饱和。新的设计理念不再偏重使磁心在高磁通密度 下工作以降低铜线绕组功耗，因为Mn-Zn铁氧体磁心在这种情况下功耗会急剧增大，绕组 功耗的降低远不能抵偿磁心材料功耗的增加。所以，新的设计理念是以低的交流励磁电平 而不再以高的励磁电平激励元件，即让磁心工作在“可用磁通密度”，而不是硬饱和状态，以 避免磁通密度处于磁滞回线非线性区域时导致磁导率陡直下降，磁心绕组因阻抗降低而恶 性发热甚至烧毁。一般“可用磁通密度”为饱和磁通密度的80%，提高Bs的途径不外乎调 整工艺，如提高磁心密度和优选配方及有效添加物。近两年来，国内外厂家在提高Bs，特别 是高温Bs方面，不遗余力的推陈出新，取得了不少出色的成果。如德国EPCOS和荷 兰Philips公司去年推出的N45和3B46材料，其常温Bs为550mT，100°C时为435mT ；荷兰 Philips公司改进后的3C92材料，常温Bs为540mT，100°C时达460mT，140°C时尚达400mT ； 日本FDK公司去年推出的4H45和4H47材料，100°C时Bs分别为450mT和470mT ；日本TDK公 司去年推出PC95后，今年又适应市场需求推出了宽温高Bs PC90材料，其常温Bs为540mT， 100°C 时为 450mT，且 100kHz、200mT、100°C状态下功耗为 320mW/cm3 ；东磁公司 DMR2KP 及 DMR1. 2KH材料高温Bs分别为460mT和470mT,已接近FDK公司4H47和Philips公司3C92 水平。在功率铁氧体材料市场拓展方面，各公司真可谓你方唱罢我登场，使出了浑身解数。 高μ材料常温Bs值也刷新到了 430 450mT的水平，除改善直流叠加特性外，还大大降低 了装配压力对磁心电感的影响。当然，Bs，特别是高温Bs的提高，不仅仅是为了传输更大的功率，同时还可以大大 改善磁导率的直流叠加特性。目前现有批量生产的高Bs低功率铁氧体材料，一般Bs (IOO0C、1194A/m)只能达到 390mT左右，功耗与PC40相当。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种同时具备高饱和磁感应强度(Bs)、低功率损耗性能的高饱和磁感应强度的软磁锰锌铁氧体材料及其制备 方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现高饱和磁感应强度的软磁锰锌铁 氧体材料，其特征在于，该材料包括主料和微量添加物，所述的主料包括组分和摩尔百分含 量氧化铁50-55 %，氧化锌5-10 %，氧化锰36-43 % ；所述的微量添加物选自Nb205、V2O5, TiO2, NiO, CaCO3中的2种或者2种以上，其加入量为材料总重量的600-3000ppm。所述的微量添加物中每种微量添加物的加入量为150_750ppm。一种如权利要求1所述的高饱和磁感应强度的软磁锰锌铁氧体材料的制备方法， 其特征在于，该方法包括以下步骤(1)混合按原料中主料配方的组分和摩尔百分含量，称取氧化铁50-55%，氧化 锌5-10%，氧化锰36-43%，采用强混机混合l-3h得到含主料的粉料；(2)预烧将上述粉料投入回转窑预烧，预烧温度在900 1100°C，预烧时间为 40 70分钟，控制混和粉料流量为3-5公斤/分钟，回转窑转速为5 20转/分钟，使红 色的混和粉料初步发生固相反应，并使混和粉料由红色转变成黑色混合物；(3)粗粉碎将上述预烧得到的黑色混合物采用振动球磨机进行粗粉碎，粉碎时 间为30 60分钟，使粉料粒径大小分布均勻，用水冲法过200目筛网过筛；(4)砂磨将上述过筛后的粗粉碎含主成份的黑色粉末与微量添加物在砂磨机中 进行砂磨，整个砂磨时间为40 120分钟，得到细粉碎后含主成份的黑色粉末；(5)制浆砂磨过程结束时，将细粉碎后含主成份的黑色粉末在制浆桶里搅拌1-2 小时使其料浆充分搅拌均勻，再投入胶水和消泡剂，胶水和消泡剂的总加入量为料浆的 0. 5 lwt% ；(6)喷雾干燥经过制浆后的浆料，控制进口温度在290°C 350°C，出口温度在 8o°c iio°c下通过喷雾造粒塔喷成表面干燥、中间湿润、具有良好流动性与分散性的颗 粒，即得产品。步骤(1)中所述的粉料的粒径为1. 0-1. 5 μ m。步骤⑷中所述的黑色粉末的粒径分布控制在0.8 1.2 μ m之间。步骤(4)中所述的砂磨采用湿法粉碎，利用纯水作为介质，在砂磨机中投入粗粉 碎含主成份的黑色粉末、纯水、分散剂与微量添加物，分散剂在砂磨开始时随同预烧过的 含主成份的黑色粉料加入，加入量为以粗粉碎的含主成份的黑色粉末和纯水总重量为 100%计，粗粉碎的含主成份的黑色粉末50 70wt%，纯水30 50wt% ；以投入砂磨机中 的粗粉碎的含主成份的黑色粉末、纯水、分散剂和微量添加物的总重量为100%计，所述的 分散剂0. 5 Iwt %，微量添加物0. 5 1. Owt %。所述的微量添加物选自Nb205、V2O5, TiO2, NiO, CaCO3中的2种或者2种以上。步骤(5)中所述的胶水为聚乙烯醇的溶液。与现有技术相比，本专利技术利用廉价的原材料，通过调整材料配方、掺杂及窑炉气 氛，可以生产同时具备高饱和磁感应强度(Bs)、低功率损耗性能的软磁锰锌铁氧体材料 KP4A。本专利技术的高饱和磁感应强度的软磁锰锌铁氧体材料KP4A材质既有较低的功率损 耗又兼顾了高温高Bs，其高温Bs为420mT 100°C，100°C时PCV为350KW/m3，比传统PC40的 功耗及Bs均有提高。填补了国内磁性行业的空白，有着广阔的市场前景。具体实施例方式为清楚地说明本专利技术高饱和磁感应强度(Bs)、低功率损耗性能的软磁锰锌铁氧体 材料材料及其制备方法，提供了下列具体实施例，但决不是为了限制本专利技术。具体实施工艺流程为称料——强混——预烧——破碎——砂磨——制浆——二次喷雾造粒——压 制——烧结实施例1 一种高饱和磁感应强度的软磁锰锌铁氧体材料的制备方法，具体步骤如下(1)混和按原料中主料配方的组分和摩尔百分含量，精确称取氧化铁 (Fe2O3) 50-55 %，氧化锌(ZnO) 3-7 %，氧化锰(MnO) 38-43 %，采用强混机混和均勻，总的混 本文档来自技高网...

【技术保护点】
高饱和磁感应强度的软磁锰锌铁氧体材料，其特征在于，该材料包括主料和微量添加物，所述的主料包括组分和摩尔百分含量：氧化铁５０－５５％，氧化锌５－１０％，氧化锰３６－４３％；所述的微量添加物选自Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］、Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］、ＴｉＯ↓［２］、ＮｉＯ、ＣａＣＯ↓［３］中的２种或者２种以上，其加入量为材料总重量的６００－３０００ｐｐｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈永春，唐云舟，陈俊，
申请(专利权)人：上海康顺磁性元件厂有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]