一種NiZnCu鐵氧體材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子材料領域，涉及到一種NiZnCu鐵氧體材料及其制備方法。該NiZnCu鐵氧體材料其配方為NixZnyCu1?x?yFe2?aO3?3a/2，0.24≤x≤0.25,0.58≤y≤0.61,0.02≤a≤0.03，其原料主成份為NiO、ZnO、CuO和Fe2O3，無摻雜；在1MHz處，磁環(huán)復變磁導率的實部μ′為1300～1400，虛部μ″為150～160,初始磁導率μi為1500～1750，截止頻率Fr為2.9～4.15MHz。本發(fā)明提供的NiZnCu鐵氧體材料，磁導率高，損耗低，可應用于無線充電的隔磁片，配方無摻雜。
【專利說明】
一種N i ZnCu鐵氧體材料及其制備方法
技術領域
[000? ]本發(fā)明屬于電子材料領域，具體涉及到一種用于無線充電的NiZnCu鐵氧體材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各類電子產(chǎn)品日新月異，電子產(chǎn)品功能趨于多樣化，然而大部分電子產(chǎn)品的充電裝置互不兼容，電源線雜亂、不易攜帶且存在安全隱患等，故人們對電子產(chǎn)品的安全性及便捷性的要求越來越高。在這種大環(huán)境下，非諧振感應式無線充電裝置系統(tǒng)憑借其兼容性較好，攜帶方便，安全性高等優(yōu)勢脫穎而出。然而無線充電相比較于有線充電，雖然具有兼容性好，攜帶方便，安全性高等特點，但其存在著比較大的不足在于其充電效率遠低于有線充電。
[0003]存在上述問題的原因是無線充電技術的原理是電磁感應，其發(fā)射端線圈和接受端線圈是分離的且線圈處于金屬環(huán)境中，故兩耦合線圈間的空隙較大，導致線圈耦合不緊密，存在較大的漏感，兩線圈間的磁通密度變化被大大削弱，進而影響了能量傳輸效率。為了解決上述存在的問題，研究人員選擇在無線充電裝置系統(tǒng)的接受端線圈與金屬片間加入磁性材料隔磁片，要求隔磁片的具有高磁導率、低損耗，即隔磁片復變磁導率的實部大，虛部小。目前，市場上用的磁性材料隔磁片大部分都是NiZnCu鐵氧體隔磁片。在無線充電中用的較普遍的NiZnCu鐵氧體材料是Fair Rite公司的Material44，但其磁性能在10KHz?200KHz間，鐵氧體磁片實部也只能達到500，虛部10左右。所以就目前無線充電發(fā)展來看，提高其接收端隔磁片的磁導率實部，降低虛部仍是有待解決的問題，同樣NiZnCu鐵氧體材料的可重復性也是有待解決的冋題。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述存在問題或不足，本發(fā)明提供了一種NiZnCu鐵氧體材料及其制備方法，該NiZnCu鐵氧體材料磁導率高，損耗低，應用于低頻無線充電的NiZnCu鐵氧體隔磁片。
[0005]本發(fā)明的技術方案具體如下:
[0006]—種NiZnCu鐵氧體材料，配方為NixZnyCu1-x—yFe2-a03—3a/2,0.24 < x < 0.25,0.58 < y<0.61,0.02<a<0.03,其原料主成份為 N1、ZnO、CuO 和 Fe2O3，無摻雜；
[0007]在IMHz處，磁環(huán)復變磁導率的實部μ'為1300?1400，虛部μ〃為150?160，初始磁導率μ?為1500?1750，截止頻率Fr為2.9?4.15MHz。
[0008]原料主成份純度為N1 > 99.45wt% ,ZnO > 98wt% ,CuO > 98.45wt % , Fe2O3 >99.4wt%。
[0009 ]上述N i ZnCu鐵氧體材料的制備方法，包括以下步驟:
[0010]步驟1、按照NixZnyCu1-X—yFe2-a03—3a/2稱量原料N1，ZnO，CuO，和Fe2O3備用，O K x< 0.25，0.58<y <0.61，0.02<a< 0.03。原料純度為 N1 > 99.45wt%，Zn0 >98wt%，Cu0 >98.45wt%，F(xiàn)e2〇3 > 99.4wt%。
[0011]步驟2、將步驟I稱量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水質量比1:3:1，向球磨罐中加入直徑6.4mm?6.5mm的小鋼球和去離子水，將球磨罐放入球磨機固定，以轉速為200?250rad/min，球磨2?3h后，制得楽料。
[0012]步驟3、將步驟2球磨所得漿料放在烘箱中烘干后制得粉料，烘箱溫度設置為90°C?100。。。
[0013]步驟4、將步驟3所得粉料放置于高溫燒結爐進行預燒，溫度設置為850°C，升溫曲線為2?4°C/min，保溫3?5h后自然冷卻。
[0014]步驟5、將步驟4預燒所得粉料放置于球磨罐，按照步驟2進行操作，球磨時間為3?4h0
[0015]步驟6、將步驟5球磨所得的漿料按照步驟3進行操作。
[00? 6] 步驟7、向步驟6所得的粉料中加入7wt %?8wt %的聚乙稀醇PCV，混合均勾進行造粒，把造粒好的粉料壓制成環(huán)型，厚度3mm?4mm，內徑7mm?8mm，外徑15mm?16mm。壓環(huán)壓力為8?9MPa;保壓時間為3?5s。
[0017]步驟8、將步驟7壓制好的環(huán)型鐵氧體材料置于高溫燒結爐中進行燒結。燒結溫度為1000°C，升溫曲線為2?5°C/min，保溫3?5h后自然冷卻，即得到最終的NiZnCu鐵氧體材料。
[0018]綜上所述，本發(fā)明提供的NiZnCu鐵氧體材料，截止頻率Fr為2.9?4.15MHz，磁導率高，損耗低，可應用于無線充電的隔磁片;其配方無摻雜。
【附圖說明】
[0019]圖1為實施例1制備NiZnCu鐵氧體的XRD圖譜；
[0020]圖2為實施例1制備NiZnCu鐵氧體的頻譜圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]步驟1、按照N1.24Zn0.SoCutL16Fe1.97θ3.955，稱量原料N1，99.45wt% ；Zn0,98wt% ；CuO，98.45wt% ;Fe2〇3，99.4wt%。
[0023]步驟2、將步驟I中稱量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水質量比為1:3:1的關系向球磨罐中加入直徑6.4mm小鋼球和去離子水，將球磨罐放入球磨機固定，以轉速為250rad/min 球磨 2.5h。
[0024]步驟3、將步驟2球磨所得的漿料放在烘箱中烘干，烘箱溫度設置為90°C。
[0025]步驟4、將步驟3所得的粉料放置于高溫燒結爐進行預燒，溫度設置為850°C，升溫曲線為2°C/min，保溫3h后自然冷卻。
[0026]步驟5、將步驟4預燒所得的粉料放置于球磨罐，按照步驟2進行操作，但球磨時間改為3h。
[0027]步驟6、將步驟5球磨所得的漿料按照步驟3進行操作。
[0028]步驟7、向步驟6所得的粉料中加入7wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾進行造粒，把造粒好的粉料壓制成環(huán)型，環(huán)厚3.5mm，內徑8mm，外徑16_。壓環(huán)壓力9MPa;保壓時間，5s。
[0029]步驟8、將步驟7壓制好的環(huán)型鐵氧體材料置于高溫燒結爐中進行燒結。燒結溫度為1000°C，升溫曲線為2°C/min，保溫3h后自然冷卻，即可得到本發(fā)明的NiZnCu鐵氧體材料。
[0030]實施例1制備磁環(huán)特征在于:在IMHz處，磁環(huán)復變磁導率的實部V為1369，虛部μ〃為154，初始磁導率μ?為1722，截止頻率Fr為3.47MHz。
[0031]實施例2
[0032]步驟1、按照N1.^ZntL 595CutL16Fe1.97θ3.955，稱量原料N1，99.45wt% ；Zn0,98wt% ；CuO,98.45wt%;Fe2〇3,99.4wt%。
[0033]步驟2、將步驟I中稱量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水質量比為1:3:1的關系向球磨罐中加入直徑6.4mm小鋼球和去離子水，將球磨罐放入球磨機固定，以轉速為250rad/min 球磨 2.5h。
[0034]步驟3、將步驟2球磨所得的漿料放在烘箱中烘干，烘箱溫度設置為100°C。
[0035]步驟4、將步驟3所得的粉料放置于高溫燒結爐進行預燒，溫度設置為850°C，升溫曲線為2°C/min，保溫3h后自然冷卻。
[0036]步驟5、將步驟4預燒所得的粉料放置于球磨罐，按照步驟2進行操作，但球磨時間改為3h。
[0037]步驟6、將步驟5球磨所得的漿料按照步驟3進行操作。
[0038]步驟7、向步驟6所得的粉料中加入8wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾進行造粒，把造粒好的粉料壓制成環(huán)型，環(huán)厚3.5mm，內徑8mm，外徑16_。壓環(huán)壓力8MPa;保壓時間，5s。
[0039]步驟8、將步驟7壓制好的環(huán)型鐵氧體材料置于高溫燒結爐中進行燒結。燒結溫度為1000°C，升溫曲線為3°C/min，保溫3h后自然冷卻，即可得到本發(fā)明的NiZnCu鐵氧體材料。
[0040]實施例2制備磁環(huán)特征在于:在IMHz處，磁環(huán)復變磁導率的實部V為1300，虛部μ〃為150，初始磁導率μ?為1695，截止頻率Fr為4.15MHz。
【主權項】
1.一種NiZnCu鐵氧體材料，其特征在于:配方為NixZnyCui—X—yFe2-a03-3a/2,0.24 < x <.0.25，0.58 < y < 0.61，0.02 < a < 0.03，其原料主成份為N1、ZnO、CuO和Fe2O3，無摻雜； 在IMHz處，磁環(huán)復變磁導率的實部μ'為1300?1400，虛部μ〃為150?160，初始磁導率μ?為1500?1750，截止頻率Fr為2.9?4.15MHz。2.如權利要求1所述NiZnCu鐵氧體材料，其特征在于:原料主成份純度為N1>99.45wt % ,Zn0> 98wt % ,Cu0> 98.45wt %，F(xiàn)e2O3 2 99.4wt %。3.如權利要求1所述Ni ZnCu鐵氧體材料的制備方法，包括以下步驟: 步驟 1、按照 NixZnyCu1-x—yFe2—a03—3a/2 稱量原料 N1，ZnO，CuO，和 Fe2O3 備用,0.24<x<.0.25,0.58 <y <0.61,0.02<a < 0.03;純度為 N1 > 99.45wt% ,ZnO > 98wt% ,Cu0>.98.45wt %，F(xiàn)e2〇3 > 99.4wt % ; 步驟2、將步驟I稱量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水質量比1:3:1，向球磨罐中加入直徑6.4mm?6.5mm的小鋼球和去離子水，將球磨罐放入球磨機固定，以轉速為200?.250rad/min，球磨2?3h后，制得楽料； 步驟3、將步驟2球磨所得漿料放在烘箱中烘干后制得粉料，烘箱溫度設置為90°C?100°C； 步驟4、將步驟3所得粉料放置于高溫燒結爐進行預燒，溫度設置為850°C，升溫曲線為2?4°C/min，保溫3?5h后自然冷卻； 步驟5、將步驟4預燒所得粉料放置于球磨罐，按照步驟2進行操作，球磨時間為3?4h; 步驟6、將步驟5球磨所得的漿料按照步驟3進行操作； 步驟7、向步驟6所得的粉料中加入7wt%?8wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾進行造粒，把造粒好的粉料壓制成環(huán)型，厚度3mm?4mm，內徑7mm?8mm，外徑15mm?16mm，壓環(huán)壓力為8?9MPa，保壓時間為3?5s; 步驟8、將步驟7壓制好的環(huán)型鐵氧體材料置于高溫燒結爐中進行燒結，燒結溫度為.1000 °C，升溫曲線為2?5°C/min，保溫3?5h后自然冷卻，即得到最終的NiZnCu鐵氧體材料。
【文檔編號】C04B35/622GK105837195SQ201610176849
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】梁迪飛, 董從根, 李維佳, 陳志科, 謝建良, 鄧龍江
【申請人】電子科技大學