高磁导率高居里温度NiZn铁氧体材料，属于铁氧体材料制备技术领域。本发明专利技术组分包括主料和掺杂剂，其特征在于：以氧化物计算，主料为：48.5～49.9mol％Fe2O3，31.0～34.0mol％ZnO，4.0～8.0mol％CuO，余量为NiO；以氧化物计算，并以主料为参考基准，按重量百分比，掺杂剂为：0.001～0.30wt％MoO3、0.001～0.20wt％V2O5、0.01～0.40wt％Bi2O3、0.001～0.05wt％Nb2O5、0.001～0.08wt％TiO2。本发明专利技术具有的高磁导率可获得低的漏感系数，有利于拓宽器件的工作频带；高居里温度可拓宽器件的工作温度范围，有利于器件在不同的环境下工作；高电阻率可避免宽带器件在MHz频段出现电子打火问题，提高系统和器件的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于铁氧体材料制备
，特别涉及高磁导率、高居里温度、高电阻率 NiZn铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
NiZn铁氧体材料具有高电阻率、高居里温度、低温度系数、良好高频性能等优点， 被广泛应用于射频宽带和高频抗电磁干扰等领域。近年来，随着射频铁氧体宽带器件的发展，对具有高磁导率特性的mai铁氧体的需求与日俱增。该材料具有典型的弛豫型磁谱， 用其制作的宽频带器件，可实现宽频域内射频信号的能量传输和阻抗变换。而射频宽带器件的一种重要发展方向就是具有更宽的工作频域、宽的工作温度范围以及高可靠性，特别是在恶劣的环境下都能够正常的工作。如在低功率宽频带变压器中，频带宽度与漏感系数成反比，而材料的磁导率与漏感系数也成反比，即高磁导率材料制成的变压器拥有较宽的工作频带。材料的磁导率提高，获得相同电感量的线圈匝数会减少，有助于减小线圈的损耗禾口直、流电阻(M. Sugimoto. The past, present, and future of ferrites. J. Am. Ceram. Soc.， 1999,82 269 276)；变压器的体积与与磁心材料的3/2 μ i成反比，即材料的磁导率提高一倍变压器的体积缩小为原来的35%，提高材料的磁导率有利于器件和系统的轻量化、 小型化(Τ. T. Ahmed, L. Ζ. Rahman, Μ. Α. Rahman. Study on the properties of the copper substituted NiZn ferrites. J. Mater. Proc. Tech.，2004，153-154 :797-803)。值得注意的是，高的居里温度是宽频带器件在宽温度范围内工作的必备条件，而高的电阻率则可避免宽带器件在MHz频段出现电子打火问题，因此，兼具高磁导率、高居里温度以及高电阻率特性的MSi铁氧体材料的研制迫在眉睫，其市场需求十分巨大。近年来，国内外发达国家的著名公司和研发机构十分重视高磁导率NiSi铁氧体材料的研发，如i^errite Domen公司的1500HHC(磁导率μ 士 1500，居里温度T。75°C，电阻率 P :104Ω .m), National Magnetics 公司的 N23 (磁导率 μ i :2300，居里温度 Τ。95°C，电阻率 P :106Ω !11)、附6(磁导率“1:1600，居里温度1；:1101，电阻率口 :105Ω · m)，TDK 公司公布的L6(磁导率Pi :1500，居里温度T。100°C，电阻率P :105Ω .m^FDK公司公布的[68(磁导率“1:2000，居里温度1；:1101，电阻率0 :106Ω · m)，！^erroxcube公司的 4A15(磁导率Pi :1200，居里温度T。125°C，电阻率P :105Ω ·πι)，Epcos公司的Μ13 (磁导率Pi :2300，居里温度T。105°C，电阻率P :105Ω · m)，Young Hwa公司的YH_20R(磁导率 μ i :2000，居里温度T。100°C，电阻率P :1Ω ·πι)，韩国Samwha公司的SN-20(磁导率Pi 2000，居里温度T。100°C，电阻率P :10Ω ·πι)，金宁三环高技术磁业有限公司的JRUK (磁导率Pi :1500，居里温度T。100°C，电阻率P :105Ω · m)，东磁公司的DN200 (磁导率μ i 2000，居里温度T。100°C，电阻率P :105Ω · m)，天通公司的ΤΝ200Β(磁导率μ :2000，居里温度T。100°C，电阻率P :106Ω 111)、1附61^(磁导率^:1600，居里温度11。1；351，电阻率P :106Ω ·πι)。纵观上述高磁导率NiSi铁氧体材料可知，国内外各大研究机构都非常关注这方面的研制和开发工作，材料具有高的磁导率、高居里温度以及高电阻率，如Ν23、4L68、M13、YH-20R、DN200以及TN200B，但其磁导率一般在2000 2300、居里温度低于95 110°C、电阻率IO5 106Ω ·πι。对Niai铁氧体材料而言，只是考虑满足高磁导率一个参数或者满足高磁导率和高居里温度两个参数，是较容易实现的。如专利(公开号02133421. 8) 公布了一种磁导率2000 3000的铁氧体材料，但其居里温度仅为70°C ；专利(申请号 200610021761.0)公布了一种高磁导率和高居里温度的NiSi铁氧体材料，其磁导率Pi为 3000，居里温度T。高达105°C，能够非常好地满足高磁导率和高居里温度的要求，但由于其采用了富铁配方，其导电机制属电子导电，因此较之缺铁组成的mai铁氧体而言，其电阻率要低几个数量级，易出现高频电子打火问题。专利(申请号200510050619. 4)公布了一种宽温高磁导率的mai铁氧体材料，该材料在宽温范围内具有高的磁导率，但仍不足2000 ； 专利(申请号200510060652. 5)公布了一种高磁导率的NiSi铁氧体材料，其磁导率约为 2500，居里温度大于100°C，但其配方中价格昂贵的NiO含量大于等于15mol %，不利于成本的降低。
技术实现思路
本专利技术主要针对现有技术设计的mai铁氧体所存在的高磁导率、高居里温度及高电阻率三个关键参数难以同时满足的技术难题，提供一种兼具高磁导率、高居里温度及高电阻率特性的mai铁氧体材料及其制备方法。本专利技术的核心思想是采用适量的NiSi铁氧体缺铁配方，则其导电机制为P型，材料具有高的电阻率，可避免高频下电子打火问题；采用适量的CuO替代价格昂贵的M0，一方面可保证材料的理论分子磁矩无明显降低，对饱和磁感应强度无显著的恶化效果，另一方面可显著降低烧结温度近200°c，在实现低温烧结的同时可保证材料具有高的烧结密度， 且在原材料成本上大幅度降低，同时可降低能耗30%以上；同时，在配方中尽可能降低ZnO 含量，进而保证材料具有高的居里温度。在掺杂剂上，采用Mo03、V205、Bi203、Nb205、纳米TW2 等掺杂剂的助熔和阻晶双性作用，实现复合掺杂剂交互作用的控制，一方面提高烧结密度， 增大磁化动力，降低磁化阻力，提高磁导率，另一方面，控制晶粒尺寸不宜过大，可提高材料的晶界电阻率，进而提高材料的电阻率。即通过高磁化动力和低磁化阻力的控制，实现 mai铁氧体材料高的磁导率；通过非磁性离子(Zn2+离子)的减小、磁性离子浓度的增加， 增强A、B次晶格间的超交换作用，实现MSi铁氧体材料高的居里温度；通过P型半导体组成的构建，实现Niai铁氧体材料高的电阻率。本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种Mai铁氧体材料及制备方法，其材料具有高磁导率(Pi :2500士20% )、高居里温度(T。120°C)及高电阻率(P :106Ω · m)等特性。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是，高磁导率高居里温度MSi铁氧体材料，组分包括主料和掺杂剂，其特征在于以氧化物计算，主料为48. 5 49. 9mol % Fe2O3, 31. 0 34. Omol % ZnO, 4. 0 8. Omol % CuO，余量为 NiO 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余忠，孙科，蒋晓娜，兰中文，郭荣迪，许志勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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