一種錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種錳鋅軟磁鐵氧體材料，特別涉及一種具有高飽和磁感應強度、低損耗特性的錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法，所述錳鋅軟磁鐵氧體材料包括主成分和添加劑，主成分摩爾百分配比為Fe2O352.5-54.0%、ZnO?5-9%、MnO?38-42.5%；添加劑質量百分配比為CaCO30.03-0.08%、Co3O40-0.3%、SiO20.001-0.01%、V2O50.02-0.06%、Nb2O50.02-0.05%、ZrO20.005-0.03%、NiO?0-0.3%，添加劑各組成的質量百分比是相對主成份的總質量計算而得。所述錳鋅軟磁鐵氧體材料兼具有高飽和磁感應強度、低損耗特性。
【專利說明】一種錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種錳鋅軟磁鐵氧體材料，特別涉及一種具有高飽和磁感應強度、低損耗特性的錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]軟磁鐵氧體材料作為一種重要的基礎功能材料，廣泛用于通訊、傳感、音像設備、變壓器等電子工業中。隨著數字電視機、筆記本電腦的普及，以因特網為中心，涉及網絡教育、多媒體、ISDN網絡等通訊市場的快速增長，使電子設備向輕、薄、小型化發展，這勢必要求縮小電源體積，對電源提出了更高、更嚴格的要求。電源材料不僅要求高飽和磁強度、低損耗，還要求材料具有較高的居里溫度Tc，以保證電子設備的高可靠性。
[0003]電源變壓器及扼流線圈所用的磁芯材料，必須于這些產品的驅動溫度范圍達成高飽和磁通密度化。位于溫度T的鐵氧體飽和磁通密度(Bs)用公式表示為:Bs (T) =Bs (O) X ( P / P t) X (1-T/Tc) a，其中 Bs (O)為 O (K)上的飽和磁通密度；P / P t 為密度/理論密度；Tc為居里溫度。從公式中可看出，居里溫度(Tc)的控制至關重要。在Tc溫度下，磁芯材料由于熱運動作用，其磁化機構本身起不了作用，當這一溫度設置比較低，即使在電源電路的驅動范圍內，其影響也不可忽視。也就是說，無論怎么提高Bs (O)，如果不能把Tc調整到最佳溫度，也無法達成高飽和磁通密度化。如只考慮提高Tc，而采用過量的富鐵配方，必然會引起材料損耗的增加。所以如何平衡高Bs和低損耗兩者間的關系，是本領域科技人員所要解決的一個難題。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種兼具高飽和磁感應強度、低損耗特性的錳鋅軟磁鐵氧體材料，為電子設備向輕、薄、小`型化發展奠定了基礎。
[0005]本發明的另一個目的是提供了上述錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]一種錳鋅軟磁鐵氧體材料，包括主成分和添加劑，其特征在于:
[0008]所述主成分摩爾百分配比為Fe20352.5-54.0%、ZnO 5-9%, MnO 38-42.5% ；
[0009]所述添加劑質量百分配比為CaCO30.03-0.08%、Co3O4O-0.3%、SiO20.001-0.01%、V2O50.02-0.06%、Nb2O50.02-0.05%、ZrO20.005-0.03%、NiO 0-0.3%，其中添加劑各組成的質量百分比是相對主成份的總質量計算而得。
[0010]所述添加劑的總加入量占主成份總質量的0.2-0.5%。
[0011 ] 上述錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，其步驟包括:
[0012](I)將Fe203、Zn0和MnO三種主成分按配比稱量后干混30-60分鐘,球磨混合20-30分鐘；
[0013](2)將步驟(1)中的混合料在800-1200°C條件下預燒40-60分鐘；初粉碎25-30分鐘；二次粉碎70-120分鐘，并在二次粉碎的同時按配比加入添加劑；噴霧造粒；[0014](3)將步驟(2)中的粒料壓制成型，1330_1380°C溫度下燒結并保溫3_6小時后降
至常溫。
[0015]所述步驟(2)中，初粉碎的粉碎設備采用直排式振動球磨機，加料流量為10_15Kg/mino
[0016]所述步驟(2)中，二次粉碎的粉碎設備采用立式砂磨機，經過二次粉碎后，漿料的粒徑為 1.2-1.5 Um0
[0017]所述步驟(3)中，將粒料壓制成外徑30-32mm，內徑19-21臟，高度8-10111111，厚度為
1.18mm的環形樣品。
[0018]所述步驟(3)中，燒結時的升溫速率為2.5-3.5°C /分鐘，降溫速率為1.5_3°C /分鐘。
[0019]所述步驟(3)中，燒結時的氧含量低于0.5%。
[0020]本發明的有益效果是:
[0021]1、本發明制得的錳鋅軟磁鐵氧體材料兼具高飽和磁感應強度和低損耗，樣品在25°C的飽和磁感應強度(Bs)大于520mT，100°C的飽和磁感應強度(Bs)大于435mT ;25°C的功率損耗(Pcv)小于700kw/m3，100°C的功率損耗Pcv小于350kw/m3。
[0022]2、本發明制得的錳鋅軟磁鐵氧體材料為DC-DC轉換器液晶顯示器用逆變器、筆記本電腦的電源電路等各種電源供應的變壓器、扼流圈之小型輕量化、低損耗高效率化奠定了基礎。`
[0023]3、所述錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備工藝簡單，操作方便。
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例，對本發明作進一步說明:
[0025]實施例1:
[0026]1、按配方稱重
[0027]主成分:53.5mol% 的 Fe203、8.8mol% 的 ZnO,37.7mol% 的 MnO ；
[0028]添加劑:0.035wt%CaC03、0.005wt%Si02、0.025wt%V205、0.025wt%Nb205、
0.01wt%Zr02，添加劑配方中的各組成的質量百分比是相對主成份的總質量計算而得。
[0029]2、將稱好的主成分依次放入混料機中干混45分鐘、在翻轉式振動球磨機中混合25分鐘、在回轉式燒結爐中1050°C溫度下預燒50分鐘，然后經直排式振動球磨機進行初粉碎25分鐘，加料流量為10-15Kg/min，再經過立式砂磨機中進行二次粉碎100分鐘，在二次粉碎的同時加入添加劑，經過二次粉碎后，漿料的粒徑為1.2-1.5 u m。將混合料經噴霧造粒后，壓制成外徑30*1.18mm,內徑19*1.18mm,高度8*1.18mm的環形樣品，在1350°C溫度下燒結，保溫4小時后冷卻。其中，燒結時的升溫速率控制在2.5°C /分鐘，在850~1250°C進行致密化燒結，且氧含量低于0.5%，降溫速率控制在3°C /分鐘。
[0030]將實施例1中得到的燒結樣品用SY8258型B-H分析儀測試其飽和磁通密度(Bs)、功率損耗(Pcv)，用HP4284測試儀測試其初始磁導率。得到以下性能:
【權利要求】
1.一種錳鋅軟磁鐵氧體材料，包括主成分和添加劑，其特征在于: 所述主成分摩爾百分配比為Fe20352.5-54.0%、ZnO 5-9%, MnO 38-42.5% ； 所述添加劑質量百分配比為 CaCO30.03-0.08%、Co3O4O-0.3%、SiO20.001-0.01%、V2O50.02-0.06%、Nb2O50.02-0.05%、ZrO20.005-0.03%、NiO 0-0.3%，其中添加劑各組成的質量百分比是相對主成份的總質量計算而得。
2.根據權利要求1所述的錳鋅軟磁鐵氧體材料，其特征在于:所述添加劑的總加入量占主成份總質量的0.2-0.5%。
3.如根據權利要求1所述的錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，其步驟包括: (1)將Fe203、Zn0和MnO三種主成分按配比稱量后干混30-60分鐘，球磨混合20-30分鐘； (2)將步驟(1)中的混合料在800-1200°C條件下預燒40-60分鐘；初粉碎25-30分鐘；二次粉碎70-120分鐘，并在二次粉碎的同時按配比加入添加劑；噴霧造粒； (3)將步驟(2)中的粒料壓制成型，1330-1380°C溫度下燒結并保溫3_6小時后降至常溫。
4.根據權利要求3所述的錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，初粉碎的粉碎設備 采用直排式振動球磨機，加料流量為10-15Kg/min。
5.根據權利要求3所述的錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，二次粉碎的粉碎設備采用立式砂磨機，經過二次粉碎后，漿料的粒徑為1.2-1.5 Um0
6.根據權利要求3所述的錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中，將粒料壓制成外徑30_32mm,內徑19_21mm,高度厚度為1.18mm的環形樣品。
7.根據權利要求3所述的錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中，燒結時的升溫速率為2.5-3.50C /分鐘，降溫速率為1.5-30C /分鐘。
8.根據權利要求3所述的錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中，燒結時的氧含量低于0.5%。
【文檔編號】C04B35/38GK103803964SQ201310705095
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】陳元峻, 顧燮峰, 倪雷敏 申請人:上海寶鋼磁業有限公司