本發(fā)明涉及磁性材料
技術領域：
，尤其是涉及一種鐵氧體粉料及其制備方法和應用。
背景技術：
：手機等電子設備的無線充電功能一般采用電磁感應的原理來實現，通過兩個線圈間的電磁轉化來實現能量的傳遞。在無線充電設備中充電接收端往往需要放置一塊磁片用于防止金屬導體對磁場的衰減，起到修正磁場、減少干擾、防止能量浪費的作用，從而提高充電效率。然而，一般的無線充電設備的安裝工藝是先在隔磁片的一面進行點膠處理再將線圈及引線粘在磁片有膠水的一面，通過烘烤將線圈與磁片進行固定。由于在電磁感應中，發(fā)送端及接收端的距離是影響充電效率的重要因素，膠水層具有一定的厚度，導致導電性能差。而如果不通過膠水粘結，將線圈與磁片直接燒結的結合的方式，由于線圈漿料的燒結溫度均在900℃以下，而傳統的鐵氧體的燒結溫度在1000℃以上，兩者之間無法實現共燒。技術實現要素：基于此，有必要提供一種能夠實現鐵氧體與線圈漿料共燒的鐵氧體粉料及其制備方法和應用。一種鐵氧體粉料，按質量份數計，包括如下組分：在一個實施方式中，按質量份數計，包括如下組分：在一個實施方式中，按質量份數計，所述玻璃粉包括如下組分：上述的鐵氧體粉料的制備方法，包括以下步驟：按所述鐵氧體粉料的質量份數計，將59份～68份的Fe2O3、14份～20份的ZnO、6份～10份的NiO以及3份～6.5份的CuO混合得到第一混合物；將所述第一混合物濕法球磨并烘干后得到第一粉料；將所述第一粉料預燒后得到預燒料；按所述鐵氧體粉料的質量份數計，在所述預燒料中加入5.5份～8.5份的玻璃粉、0.10份～0.20份的Co2O3、0.15份～0.30份的V2O5以及0.10份～0.30份的Bi2O3得到第二混合物；以及將所述第二混合物球磨后得到所述鐵氧體粉料。在一個實施方式中，所述將所述第一混合物濕法球磨并烘干后得到第一粉料的操作中，球磨時間為4h～8h，轉速為300r/min～500r/min，濕法球磨后的粉料在100℃～150℃條件下烘3h～5h后得到所述第一粉料。在一個實施方式中，所述將所述第一粉料預燒后得到預燒料的操作中，所述預燒在保護氣體氛圍下進行，溫度為790℃～810℃。在一個實施方式中，所述將所述第二混合物球磨后得到所述鐵氧體粉料的操作中，球磨時間為12h～16h，轉速為300r/min～500r/min。一種鐵氧體漿料，包括有機溶劑以及上述的鐵氧體粉料。上述鐵氧體漿料的制備方法，包括以下步驟：提供上述鐵氧體粉料；以及將所述鐵氧體粉料與有機溶劑混勻后砂磨6h以上，得到所述鐵氧體漿料。一種無線充電設備，包括導電線圈以及覆蓋在所述導電線圈上的鐵氧體層，所述無線充電設備通過以下方法制備得到：提供襯底；在襯底上覆蓋線圈漿料以及上述的鐵氧體漿料；以及在850℃～875℃條件下燒結4h～8h，所述線圈漿料形成導電線圈，所述鐵氧體漿料形成所述鐵氧體層，得到所述無線充電設備。上述鐵氧體粉料，按質量份數計，包括59份～68份的Fe2O3、14份～20份的ZnO、6份～10份的NiO、3份～6.5份的CuO、5.5份～8.5份的玻璃粉、0.10份～0.20份的Co2O3、0.15份～0.30份的V2O5以及0.10份～0.30份的Bi2O3。適量的ZnO和NiO來可以調節(jié)材料的磁導率性能μi及磁感應強度Bs以適應材料在無線充電中的Qi標準。在鎳鋅鐵氧體中添加適量的CuO降低鐵氧體燒結的溫度，適量的玻璃粉使得鐵氧體燒結后獲得漿料狀的性能，并起到抑制晶粒粗大的作用。適量的Co2O3、V2O5、Bi2O3作為燒結助劑在鐵氧體的晶界中會形成液相，降低鐵氧體燒結的溫度，增加燒結后鐵氧體的致密度，增強磁感應強度。經試驗測試，這種組分的鐵氧體粉料燒結溫度較低，能夠與線圈漿料共燒，從而提高無線充電設備的導電性能。附圖說明圖1為一實施方式的鐵氧體粉料的制備方法的流程圖；圖2為一實施方式的鐵氧體漿料的制備方法的流程圖；圖3為一實施方式的無線充電設備的制備方法的流程圖。具體實施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。一實施方式的鐵氧體粉料，按質量份數計，包括如下組分：上述鐵氧體粉料主要成分中含有鎳鋅鐵(NiZnCFe)元素，適量的ZnO和NiO來可以調節(jié)材料的磁導率性能μi及磁感應強度Bs以適應材料在無線充電中的Qi標準。在鎳鋅鐵(NiZnCFe)鐵氧體中添加適量的CuO降低鐵氧體燒結的溫度，適量的玻璃粉使得鐵氧體燒結后獲得漿料狀的性能，并起到抑制晶粒粗大的作用。適量的Co2O3、V2O5、Bi2O3作為燒結助劑在鐵氧體的晶界中會形成液相，降低鐵氧體燒結的溫度，增加燒結后鐵氧體的致密度，增強磁感應強度。這種組分的鐵氧體粉料能夠在900℃以下燒結，從而可以與線圈漿料共燒結合，無需通過膠水貼合，提高無線充電設備的導電性能。具體的，Co2O3、V2O5以及Bi2O3三者的總質量份數占鐵氧體粉料的0.80份以下。進一步的，按質量份數計，鐵氧體粉料包括如下組分：在一個實施方式中，按質量份數計，鐵氧體粉料包括62.97份的Fe2O3、16.00份的ZnO、8.563份的NiO、5.453份的CuO、6.512份的玻璃粉、0.142份的Co2O3、0.167份的V2O5以及0.109份的Bi2O3。在另一個實施方式中，按質量份數計，鐵氧體粉料包括62.892份的Fe2O3、17.625份的ZnO、7.037份的NiO、5.447份的CuO、6.504份的玻璃粉、0.142份的Co2O3、0.167份的V2O5以及0.112份的Bi2O3。在另一個實施方式中，按質量份數計，鐵氧體粉料包括64.477份的Fe2O3、15.857份的ZnO、8.482份的NiO、4.236份的CuO、6.451份的玻璃粉、0.142份的Co2O3、0.167份的V2O5以及0.112份的Bi2O3。在另一個實施方式中，按質量份數計，鐵氧體粉料包括62.8份的Fe2O3、15.964份的ZnO、8.54份的NiO、5.439份的CuO、6.494份的玻璃粉、0.179份的Co2O3、0.263份的V2O5以及0.236份的Bi2O3。在另一個實施方式中，按質量份數計，鐵氧體粉料包括63.099份的Fe2O3、16.041份的ZnO、8.581份的NiO、4.433份的CuO、7.344份的玻璃粉、0.142份的Co2O3、0.167份的V2O5以及0.109份的Bi2O3。具體的，按質量份數計，玻璃粉包括如下組分：在一個實施方式中，鐵氧體粉料的燒結溫度在900℃以下。具體的，鐵氧體粉料的燒結溫度為850℃～875℃。具體的，ZnO占比越高，產品的起始磁導率越高，飽和磁感應強度越低。CuO含量越低，燒結后產品的密度下降而導致起始磁導率降低，飽和磁感應強度也越低。輔助成分的比例變化對產品起始磁導率及飽和磁感應強度的影響都較大。玻璃粉的含量越高將會降低產品的起始磁導率及飽和磁感應強度，在漿料成型性能良好的情況下盡量減少其含量。上述鐵氧體粉料含有適量的ZnO、NiO來調節(jié)材料的磁導率性能μi及磁感應強度Bs來適應材料在無線充電中的Qi標準要求。在鎳鋅鐵氧體中添加3份～6.5份適量的CuO可以降低鐵氧體燒結的溫度，但CuO的比例過多的加入會在燒結中則會以雜相在晶界處析出，產生應力而使得材料的電感溫度特性降低。加入玻璃粉來使得鐵氧體獲得漿料狀的性能，玻璃粉中的SiO2也可起到抑制晶粒粗大的作用，降低燒結溫度。適量的Co2O3、V2O5以及Bi2O3作為燒結助劑降低鐵氧體燒結的溫度同時在鐵氧體的晶界中會形成液相，增加燒結后鐵氧體的致密度，增強磁感應強度。經試驗測試，這種組分的鐵氧體粉料燒結溫度較低，能夠達到與線圈漿料共燒，從而提高無線充電設備的導電性能。上述鐵氧體粉料應用于無線充電中可實現導電線圈與鐵氧體共燒，增大無線充電設備充電效率，減少其所占空間。請參閱圖1，在一個實施方式中，上述鐵氧體粉料的制備方法包括以下步驟S110～S150。S110、按鐵氧體粉料的質量份數計，將59份～68份的Fe2O3、14份～20份的ZnO、6份～10份的NiO以及3份～6.5份的CuO混合得到第一混合物。根據所需配置的鐵氧體粉料的總質量，例如需配制1kg的鐵氧體粉料。根據各組分所占的配比，先將59份～68份的Fe2O3、14份～20份的ZnO、6份～10份的NiO以及3份～6.5份的CuO混合得到第一混合物。S120、將S110中得到的第一混合物濕法球磨并烘干后得到第一粉料。具體的，將Fe2O3、ZnO、NiO以及CuO混合后得到第一混合物，向第一混合物中加入去離子水進行濕法球磨。在一個實施方式中，球磨時間為4h～8h，轉速為300r/min～500r/min，濕法球磨后的粉料在100℃～150℃條件下烘3h～5h后得到第一粉料。S130、將S120中得到的第一粉料預燒后得到預燒料。先將Fe2O3、ZnO、NiO以及CuO混合得到第一混合物，球磨，并烘干后得到第一粉料，然后預燒，提高磁導率。具體的，將第一粉料預燒后得到預燒料的操作中，預燒在保護氣體氛圍下進行，溫度為790℃～810℃。進一步的，保護氣體氛圍為氮氣氛圍，將第一粉料置于氮氣氛圍的環(huán)境中預燒，升溫速率為2℃/min～4℃/min，控制溫度在790℃～810℃，保溫3h左右，從而得到預燒料。S140、按鐵氧體粉料的質量份數計，在預燒料中加入5.5份～8.5份的玻璃粉、0.10份～0.20份的Co2O3、0.15份～0.30份的V2O5以及0.10份～0.30份的Bi2O3得到第二混合物。先將Fe2O3、ZnO、NiO以及CuO混合得到第一混合物預燒得到預燒料，然后按鐵氧體粉料的質量份數計，在預燒料中加入5.5份～8.5份的玻璃粉、0.10份～0.20份的Co2O3、0.15份～0.30份的V2O5以及0.10份～0.30份的Bi2O3得到第二混合物。各組分分批混合，先將Fe2O3、ZnO、NiO以及CuO等組分預燒之后再加入玻璃粉，玻璃粉能夠增加鐵氧體的粘稠度，使得鐵氧體獲得漿料狀的性能。Co2O3、V2O5以及Bi2O3作為燒結助劑降低鐵氧體燒結的溫度同時在鐵氧體的晶界中會形成液相，增加燒結后鐵氧體的致密度，增強磁感應強度。S150、將S140中得到的第二混合物球磨后得到鐵氧體粉料。具體的，將第二混合物球磨后得到鐵氧體粉料的操作中，球磨時間為12h～16h，轉速為300r/min～500r/min。上述鐵氧體粉料的制備方法，先將Fe2O3、ZnO、NiO以及CuO混合后球磨得到第一粉料，然后預燒得到預燒料，之后在加入玻璃粉，玻璃粉能夠增加鐵氧體的粘稠度，使得鐵氧體獲得漿料狀的性能，玻璃粉中的SiO2也可起到抑制晶粒粗大的作用，在燒結時降低燒結溫度。適量的Co2O3、V2O5以及Bi2O3作為燒結助劑降低鐵氧體燒結的溫度同時在鐵氧體的晶界中會形成液相，增加燒結后鐵氧體的致密度，增強磁感應強度。這種方法制備的鐵氧體粉料燒結溫度較低，能夠達到與線圈漿料共燒，從而提高無線充電設備的導電性能。此外，本發(fā)明還提供一實施方式的鐵氧體漿料，該鐵氧體漿料包括有機溶劑以及上述鐵氧體粉料。具體的，有機溶劑可以選自松油醇和乙基纖維素中的至少一種。松油醇或乙基纖維素能夠很好的將上述鐵氧體粉料混勻，從而形成漿料狀態(tài)。具體的，有機溶劑的重量占鐵氧體漿料總重量的5wt％～10wt％，例如8wt％。上述鐵氧體漿料，有機溶劑與玻璃粉配合，使得鐵氧體漿料形成粘稠狀。鐵氧體漿料可直接印刷或打印在產品上，從而實現與導電線圈共燒結合。請參閱圖2，在一個實施方式中，上述鐵氧體漿料的制備方法包括以下步驟S210～S220。S210、提供鐵氧體粉料。具體的，該鐵氧體粉料按質量份數計，包括如下組分：進一步的，該鐵氧體粉料通過上述鐵氧體粉料的制備方法S110～S150制備得到。S220、將S210中的鐵氧體粉料與有機溶劑混勻后砂磨6h以上，得到鐵氧體漿料。具體的，有機溶劑可以選自松油醇和乙基纖維素中的至少一種。松油醇或乙基纖維素能夠很好的將上述鐵氧體粉料混勻，從而形成漿料狀態(tài)。具體的，在納米砂磨機上進行砂磨，砂磨時間為6h以上，例如6h～12h。經過砂磨后，漿料混合均勻，能夠直接印刷或打印在產品上。上述鐵氧體漿料的制備方法，將鐵氧體粉料與有機溶劑混勻后砂磨6h以上，得到鐵氧體漿料混合均勻，能夠直接印刷或打印在產品上，從而實現與導電線圈共燒結合。此外，本發(fā)明還提供一種無線充電設備，該無線充電設備包括導電線圈以及覆蓋在導電線圈上的鐵氧體層。請參閱圖3，無線充電設備通過以下方法S310～S330制備得到。S310、提供襯底。具體的，無線充電設備可用于任何需要實現無線充電功能的電子設備。例如手機、手表、電腦等等。具體的，襯底可以是上述電子設備的外殼。在一個實施方式中，襯底的材質可以為氧化鋯陶瓷。S320、在襯底上覆蓋線圈漿料以及鐵氧體漿料。具體的，鐵氧體漿料按質量份數計，包括如下組分：具體的，鐵氧體漿料的溶劑為有機溶劑。進一步的，有機溶劑可以選自松油醇和乙基纖維素中的至少一種。進一步的，該鐵氧體漿料通過上述鐵氧體漿料的制備方法S210～S220制備得到。S320、在850℃～875℃條件下燒結4h～8h，線圈漿料形成導電線圈，鐵氧體漿料形成鐵氧體層，得到無線充電設備。具體的，采用真空燒結爐燒結，燒結在保護氣體例如氮氣的氣體氛圍下進行。燒結溫度控制在850℃～875℃，保溫4h～8h。在850℃～875℃較低的溫度下燒結后，線圈漿料形成導電線圈，鐵氧體漿料形成鐵氧體層，實現了導電線圈與鐵氧體層共燒結合。上述組分的鐵氧體漿料能夠在850℃～875℃條件下燒結，燒結溫度較低，能夠與線圈漿料實現共燒結合，無需通過膠水粘結，制得的無線充電設備的導電性能好。上述無線充電設備，由于采用鐵氧體漿料與線圈漿料共燒結合，可以增大無線充電設備的充電效率減少其所占空間。設計空間更大，更符合產品的結構及參數要求。改善了現有無線充電設備只能在單一平面上實現的問題，實現較小的結構較復雜的產品無線充電功能。以下為具體實施例部分。以下實施例如無特別說明，未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件。實施例1～9分別按表1中各實施例的成分配比將Fe2O3、ZnO、NiO以及CuO混合后進行濕法球磨混合得到第一粉料，球磨時間為8h，轉速300r/min。將第一粉料在120℃下烘干3h。將烘干后的第一粉料在真空燒結爐中進行預燒后得到預燒料，預燒在氮氣的環(huán)境中溫度控制在790℃～810℃預燒保溫3h，升溫速率控制在2℃/min。分別按表1中各實施例的成分配比在預燒料中加入的玻璃粉、Co2O3、V2O5以及Bi2O3后，在轉速為400r/min的條件球磨12h后得到鐵氧體粉料。將鐵氧體粉料松油醇混合后在納米砂磨機上砂磨6h得到鐵氧體漿料。松油醇占總重量鐵氧體漿料的8wt％。分別將各實施例制得的鐵氧體漿料附著在標件樣品表面，形成無線充電設備，鐵氧體漿料覆蓋尺寸為40mm×40mm×0.08mm。氮氣的環(huán)境下在真空燒結爐中進行燒結，燒結溫度控制在850℃，保溫時間為6h。表1：實施例1～9的組分配比在頻率為150KHz下，采用Agilent-4294A型阻抗分析儀分別測試標件樣品覆蓋鐵氧體漿料并燒結后得到的實施例無線充電設備的起始磁導率μi，采用SY8217型B-H分析儀測試標件樣品的飽和磁感應強度Bs，結果如表2。表2：實施例1～9的測試結果實施例起始磁導率μi(H/m)飽和磁感應強度Bs(mT)16217842894394354143147848465564758612543377524104387647039894367以上測試數據表明，通過調整鐵氧體粉料的組分配比，實現在低溫條件下燒結。各實施例的產品的性能均能達到無線充電中的Qi標準：起始磁導率μi≥500H/m，飽和磁感應強度Bs≥300mT。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。當前第1頁1 2 3