一種高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及錳鋅磁鐵氧體材料領(lǐng)域，特別是涉及一種高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]軟磁材料在工業(yè)中的應(yīng)用是伴隨著電力電工及電訊技術(shù)的興起而出現(xiàn)的，最早應(yīng)用始于十九世紀(jì)末。軟磁材料可應(yīng)用于家電領(lǐng)域、信息化領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域和其他配套領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展，軟磁材料中的高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體得到飛速發(fā)展，應(yīng)用范圍由原來的脈沖變壓器逐步擴(kuò)大到電磁濾波器、扼流圈、感應(yīng)器等領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，其市場(chǎng)需求量逐年上升，產(chǎn)品種類也日益增多，成為磁性材料行業(yè)發(fā)展的一大亮點(diǎn)。
[0003]隨著鐵氧體材料應(yīng)用范圍的擴(kuò)大及電子設(shè)備的發(fā)展，對(duì)鐵氧體材料的性能要求也越來越高，如頻率穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、時(shí)間穩(wěn)定性等，以滿足電子行業(yè)發(fā)展的需求及應(yīng)用環(huán)境變化對(duì)產(chǎn)品適應(yīng)性能的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法，能夠解決當(dāng)前科技環(huán)境下對(duì)錳鋅鐵氧體材料性能的要求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料，包括:主體體系和摻雜體系；所述主體體系和摻雜體系的質(zhì)量比為30?38:1；所述主體體系由如下組分構(gòu)成:精鐵礦粉43?44.5mol%,Mn3O4 26.5?28.5mol%，其余為ZnO ；所述摻雜體系包括CaCO3、ZrO2、Mo03、碳納米管、Bi2O3、CaO、SnO和T12。
[0006]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述Ca⑶3、ZrO2、Mo03、碳納米管、Bi2O3、CaO、SnO和T12的質(zhì)量比為3?5:1?2:0.8?1.5:0.5?1.3:2?3:8?12:0.3?0.8:1?2.5。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:一種高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法，包括如下步驟:
(1)稱料:按配方稱取主體體系和摻雜體系的各組分備用；
(2)預(yù)燒:將步驟(I)中稱取的主體體系的各組分加入馬弗爐中，在一定條件下預(yù)燒；
(3)混合研磨:將步驟(2)中預(yù)燒后的主體體系轉(zhuǎn)入球磨機(jī)內(nèi)，先研磨30?60min，然后邊研磨邊緩慢加入步驟(I)中稱好的摻雜體系，加畢，混合研磨I?3h ；
(4)制漿:向步驟(3)中研磨后的混合物料中加入占物料總重量50%的水，攪拌形成混合液，再加入一定量分散劑溶液，攪拌混合成為漿料；
(5)壓餅坯晾干:將步驟(4)中研磨后的混合漿料壓濾制成坯塊，然后將坯塊晾曬5?
9h；
(6)二次預(yù)燒:將步驟(5)中得到的坯塊放入程序燒結(jié)爐內(nèi)，采用平衡氧分壓法預(yù)燒；
(7)二次球磨:將步驟(6)中得到的坯塊放入球磨機(jī)內(nèi)，研磨30?60min；
(8)干壓成型:將步驟(7)中得到物料放入模具，干壓成型； (9)燒結(jié):將步驟(8)中得到的坯塊放入程序燒結(jié)爐內(nèi)，采用平衡氧分壓法燒結(jié)，制得高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(2)中，所述預(yù)燒工藝為:溫度1000?1100°C，保溫時(shí)間2?5h。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(3)中，所述研磨速率為150?300 r/min,所述摻雜體系的加入速率為3?10g/min。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(4)中，所述分散劑為質(zhì)量濃度為10?15%的PVA溶液，其加入量占所述物料總重量的3?5%。
[0011]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(6)中，所述預(yù)燒工藝條件為:氧氣含量為
0.10?0.18%，以100?200°(:/1^11的速率從室溫升溫至850?1050°(:，恒溫保持30?601^11，再以30?50°C/min的速率升溫至1250°C，恒溫?zé)Y(jié)I?3h，然后以30?50°C/min的速率從1200 0C降溫至500 0C，再關(guān)閉電源，隨爐冷卻至室溫。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(7)中，所述研磨速率為400?600 r/min。
[0013]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟(9)中，所述燒結(jié)工藝條件為:氧氣含量為0.10?0.25%，以100?200°C/min的速率從室溫升溫至1200?1400°C，恒溫保持30?40min，然后以30?50°C/min的速率從1400°C降溫至500°C，再關(guān)閉電源，隨爐冷卻至室溫。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法，制備簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)，其通過科學(xué)的配方設(shè)計(jì)和合理的燒結(jié)工藝，使所制備的錳鋅軟磁鐵氧體材料具備優(yōu)異的飽和磁通密度和較低的功率損耗，適用于當(dāng)前科技環(huán)境下的使用要求，市場(chǎng)前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例包括:
實(shí)施例1
一種高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料，包括:主體體系和摻雜體系;所述主體體系和摻雜體系的質(zhì)量比為38: I ；所述主體體系由如下組分構(gòu)成:精鐵礦粉43mol%、Mn304 26.5mol%,其余為ZnO;所述摻雜體系包括質(zhì)量比為5:2:1.5:1.3:3:12:0.8:2.5的0&0)3、2抑2、]\1003、碳納米管、B i 203、CaO、SnO和 T i O2。
[0017]上述高性能功率錳鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，包括如下步驟:
(1)稱料:按配方稱取主體體系和摻雜體系的各組分備用；
(2)預(yù)燒:將步驟(I)中稱取的主體體系的各組分加入馬弗爐中，在溫度1100°C下預(yù)燒，保溫時(shí)間5h;
(3)混合研磨:將步驟(2)中預(yù)燒后的主體體系轉(zhuǎn)入球磨機(jī)內(nèi)，研磨速率為300r/min,先研磨60min，然后邊研磨邊緩慢加入步驟(I)中稱好的摻雜體系，所述摻雜體系的加入速率為3g/min，加畢，混合研磨Ih;
(4)制漿:向步驟(3)中研磨后的混合物料中加入占物料總重量50%的水，攪拌形成混合液，再加入質(zhì)量濃度為15%的PVA溶液的分散劑溶液，加入量占所述物料總重量的5%，攪拌混合成為漿料；
(5)壓餅坯晾干:將步驟(4)中研磨后的混合漿料壓濾制成坯塊，然后將坯塊晾曬5?
9h；
(6)二次預(yù)燒:將步驟(5)中得到的坯塊放入程序燒結(jié)爐內(nèi)，采用平衡氧分壓法預(yù)燒。條件為:氧氣含量為0.18%，以200°(:/1^11的速率從室溫升溫至1050°(:，恒溫保持301^11，再以500C/min的速率升溫至1250°C，恒溫?zé)Y(jié)Ih，然后以50 °C/min的速率從1200°C降溫至500 °C，再關(guān)閉電源，隨爐冷卻至室溫；
(7)二次球磨:將步驟(6)中得到的坯塊放入球磨機(jī)內(nèi)，研磨速率為400r/min，研磨60min；
(8)干壓成型:將步驟(7)中得到物料放入模具，干壓成型；
(9)燒結(jié):將步驟(8)中得到的坯塊放入程序燒結(jié)爐內(nèi)，采用平衡氧分壓法燒結(jié)，所述燒結(jié)工藝條件為:氧氣含量為0.25%，以200°C/min的速率從室溫升溫至1400°C，恒溫保持40min，然后以50°C/min的速率從1400°C降溫