專利名稱：寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軟磁高磁導(dǎo)率領(lǐng)域，具體涉及一種在寬廣溫度范圍(即-60°C ^130°C ) 具備高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
Mn-Zn鐵氧體軟磁材料具有高的初始磁導(dǎo)率、良好的頻率特性、低的損耗等優(yōu)點而 受到廣泛重視和應(yīng)用。Mn-Zn鐵氧體材料大量制造成變壓器磁芯、噪音過濾器、局域網(wǎng)隔離 變壓器和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)變壓器磁芯。磁芯主要應(yīng)用到寬帶和脈沖變壓器， 扼流圈及DSL變壓器。近年來，全球氣候異常，經(jīng)常出現(xiàn)溫度極低的天氣。比如，2010年1月俄羅斯遠(yuǎn)東 地區(qū)氣溫大幅度下降，最低達(dá)到_55°C。這種氣候?qū)Ω叽艑?dǎo)率磁心的使用溫度提出了更高的 要求，即要求磁芯能夠在極低氣溫下仍能保持較高的磁導(dǎo)率。常規(guī)的高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn軟磁鐵氧體材料，初始磁導(dǎo)率μ i僅能滿足室溫及 室溫以上溫度范圍，隨著溫度的降低，磁導(dǎo)率快速下降。例如常規(guī)Pi=IOOOO的材料，25°C 在10000左右，-20°C在4000以下，_40°C在2000以下，-60°C在1000以下。這類材料不能 滿足器件在低溫下使用對磁心的要求。要保證在低溫下器件仍能正常工作，這就要求器件 的核心部件磁心能保持和室溫一致的磁導(dǎo)率。另一方面，從器件小型化發(fā)展的要求，要求 Mn-Zn軟磁鐵氧體具有高的初始磁導(dǎo)率μ i?，F(xiàn)有技術(shù)涉及的有溫度要求的高磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，主要關(guān)注溫度范圍 為[_20°C ^lOO0C ]或者[25°C 150°C ]，這和本發(fā)明關(guān)注[-60°C 130°C ]有很大的區(qū)別。現(xiàn)有技術(shù)提供的高磁導(dǎo)材料的技術(shù)手段通常是采用調(diào)整氧化鐵、氧化鋅和氧化錳 的比例，和改變二次添加的氧化物。例如，公開號為CN1219159A的中國發(fā)明專利提供的一 種錳鋅系鐵氧體，其在頻率IOkHz時，[-200C 20°C ]溫度范圍的磁導(dǎo)率達(dá)到8500以上；在 頻率IOkHz時，[20°C ^lOO0C ]溫度范圍的磁導(dǎo)率達(dá)到10000，但其磁導(dǎo)率溫度范圍仍然不 能適應(yīng)低溫應(yīng)用的要求。又比如，公開號為CN1400192A的中國發(fā)明申請?zhí)峁┑囊环N錳鋅系 鐵氧體，雖然其11Γ150ΚΗΖ頻率范圍并且[-20°C ^lOO0C ]溫度范圍的磁導(dǎo)率達(dá)到12000以 上，但其磁導(dǎo)率溫度范圍仍然不能適應(yīng)低溫應(yīng)用的要求。查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，沒有發(fā)現(xiàn)有 關(guān)寬廣溫度范圍(即[-60°C ^130°C ])高初始磁導(dǎo)率Mn-Zn鐵氧體的報道。
發(fā)明內(nèi)容
針對以往高磁導(dǎo)率鐵氧體材料，在低溫度范圍，特別是[-60°C ^-20°C ]范圍，磁導(dǎo) 率低下造成器件失效的問題。為使獲得的Mn-Zn鐵氧體材料即可以滿足電子信息等領(lǐng)域?qū)?器件小型化、薄型化和高度可靠性的要求，又可以保證低溫下器件仍能正常工作，滿足低溫 下電子器件對高磁導(dǎo)率磁心的要求。發(fā)明人從材料配方(主成分及輔助成分)角度出發(fā)， 通過大量實驗研究及生產(chǎn)批量驗證，旨在提供一種在寬廣溫度范圍(-60Π30°Ο具備高 初始磁導(dǎo)率(初始磁導(dǎo)率大于5000)的Mn-Zn鐵氧體材料。同時，本發(fā)明還提供所述鐵氧體 的制備方法，以使制備方法具有過程簡單、能耗低和原材料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人提供下述技術(shù)方案
一種寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其由主成分和輔助成分制備獲得，其中， 所述主成分組成為氧化鐵為51-56mol%、氧化鋅為16-26mol%、其余為氧化錳；按主成分總 重量計的輔助成分包括氧化鈣50-500ppm與氧化鉍50-1000ppm、氧化鉬50-800ppm、氧化 釩50-800ppm、氧化銦50_800ppm中的至少一種組合。上述提供的為本發(fā)明基礎(chǔ)技術(shù)方案，研究發(fā)現(xiàn)氧化鐵 不在51-56mol%范圍內(nèi)的 配方，所獲得的Mn-Zn鐵氧體其在[_60°C ^130°C ]溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率無法滿足大于5000這 個條件；氧化鋅不在16-26mol%范圍內(nèi)的配方，所獲得的Mn-Zn鐵氧體其在[_60°C 130°C ] 溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率亦無法滿足大于5000這個條件。為獲得可應(yīng)用的寬溫材料，氧化鈣為必 有的添加物；氧化鉍、氧化鉬、氧化釩、氧化銦僅需其中一種即可，當(dāng)然多種組合恰當(dāng)，性能 會更優(yōu)良。研究發(fā)現(xiàn)，上述基礎(chǔ)技術(shù)方案中，輔助成分必須包括氧化鈣，但當(dāng)氧化鈣添加量小 于50ppm，所獲得的Mn-Zn鐵氧體因損壞過大，無法使用；當(dāng)氧化鈣添加量超過500ppm或者 添加氧化鉍(或氧化鉬、氧化釩、氧化銦)的量小于50ppm，所獲得的Mn-Zn鐵氧體因晶粒過 小，其在[-60°C ^130°C ]溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率無法滿足大于5000這個條件；當(dāng)氧化鉍添加量 超過lOOOppm，或者氧化鉬添加量超過800ppm，或者氧化釩添加量超過800ppm，或者氧化銦 添加量超過800ppm，所得Mn-Zn鐵氧體因出現(xiàn)晶粒異常生長，其在[_60°C 130°C ]溫區(qū)，初 始磁導(dǎo)率μ i亦無法滿足大于5000這個條件。試驗表明，按照上述基礎(chǔ)方案提供的配方，本發(fā)明提供的Mn-Zn鐵氧體在 [-600C 130°C ]溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率μ i在5000以上。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其中， 上述基礎(chǔ)技術(shù)方案的輔助成分中氧化鈣之外的其他輔助成分的總含量在20(Tl000ppm。 倘若總含量低于200ppm，則磁心晶粒偏小，導(dǎo)致磁導(dǎo)率低下；總含量超過lOOOppm，在燒結(jié) 過程中，磁心晶粒會出現(xiàn)異常生在，導(dǎo)致磁心磁性能劣化。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其 主成分組成為氧化鐵為52-55mol%、氧化鋅為18-25mol%、其余為氧化錳；按主成分總重 量計的輔助成分包括氧化鈣50-400ppm與氧化鉍50-500ppm、氧化鉬50-500ppm、氧化 釩50-600ppm或氧化銦50-500ppm中的至少一種組合，不包括氧化鈣的其他輔助成分總 含量在20(Tl000ppm之間。實驗研究發(fā)現(xiàn)，對基礎(chǔ)技術(shù)方案進(jìn)一步優(yōu)化，即對主成分的比 例和輔助成分的含量控制的更加嚴(yán)格的話，可以進(jìn)一步優(yōu)化材料的性能，Mn-Zn鐵氧體在 [-600C 130°C ]溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率μ i在8000以上。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其中， 所述主成分組成為氧化鐵為51-56mol%、氧化鋅為16-26mol%、其余為氧化錳；按主成分總 重量計的輔助成分包括氧化鈣50-500ppm與氧化鉍50-1000ppm、氧化鉬50-800ppm、氧化 釩50-800ppm或氧化銦50_800ppm中的至少一種組合，不包括氧化鈣的其他輔助成分總含 量在20(Tl000ppm之間；另外，所述的輔助成分還包括氧化鋯0-400ppm、氧化鈦0-500ppm、 氧化鈷0-500ppm或氧化鈮0-300ppm中的一種或多種組合，這些輔助成分的總含量在 5(T500ppm 之間。作為更優(yōu)選的方案，根據(jù)本發(fā)明所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其主成分組成為氧化鐵為52-55mol%、氧化鋅為18-25mol%、其余為氧化錳；按主成分總 重量計的輔助成分包括氧化鈣50-400ppm與氧化鉍50-500ppm、氧化鉬50-500ppm、氧化 釩50-600ppm或氧化銦50-500ppm中的至少一種組合，不包括氧化鈣的其他輔助成分的 總含量在20(Tl000ppm之間；還包括輔助成分氧化鋯0-400ppm、氧化鈦0-500ppm、氧化鈷 0-500ppm或氧化鈮0-300ppm中的一種或多種組合，這些輔助成分總含量在5(T500ppm之 間。
實驗研究及批量生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案中，同時添加其他輔助成分氧化 鋯0-400ppm、氧化鈦0-500ppm、氧化鈷0_500ppm或氧化鈮0_300ppm中的一種或多種組 合，總含量在5(T500ppm之間?？梢垣@得更優(yōu)良的電磁特性。比如，在較寬的頻率范圍內(nèi) 磁導(dǎo)率保持不下降的特性；或者提升整個[-60°C ^130°C ]溫區(qū)的初始磁導(dǎo)率；或者使得 [-600C ^130°C ]溫度，初始磁導(dǎo)率變化更平緩的特點。如圖2、圖3、圖4及圖5所示，本發(fā)明優(yōu)選方案與基礎(chǔ)方案相比，其材料具備更優(yōu) 的性能。從圖2可以看出，對主成分的比例和輔助成分的含量控制的更加嚴(yán)格的話，可以 進(jìn)一步優(yōu)化材料的性能，實施例5的Mn-Zn鐵氧體在[_60°C ^130°C ]溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率在 8000以上。從圖3可以看出，添加輔助成分氧化鋯，可以優(yōu)化磁導(dǎo)率的頻率特性，使得材料 具有更廣闊的應(yīng)用范圍。從圖4可以看出，添加輔助成分氧化鈮，可以提升材料的磁導(dǎo)率， 使得材料進(jìn)一步優(yōu)化。從圖5可以看出，添加輔助成分氧化鈷或氧化鈦，可以使得材料的磁 導(dǎo)率隨溫度變化更加平緩。本發(fā)明還提供上述寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料的制備方法，包括 首先將主成分于球磨機(jī)中混合，得到的混合料于750-1050°C預(yù)燒0. 5-4個小時，得到
的預(yù)燒料中加入輔助成分后進(jìn)行砂磨處理，接著噴霧造粒，得到的粉料壓制成型后在氮氣 保護(hù)下進(jìn)行二次燒結(jié)，得到所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料?？梢钥闯?，采用 本發(fā)明配方制備錳鋅鐵氧體材料，通過本領(lǐng)域常規(guī)的干法工藝即可實現(xiàn)產(chǎn)品的制備。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料的制備 方法，其中，所述的二次燒結(jié)的工藝參數(shù)為燒結(jié)溫度為1300-1400°C，燒結(jié)時間為2-14個 小時。作為優(yōu)選方案，根據(jù)本發(fā)明所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料的制備 方法，其中，所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料在-60°C 130°C條件下，其初 始磁導(dǎo)率為5000以上。更優(yōu)選的方案是，所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料 在-60°C 130°C條件下，其初始磁導(dǎo)率為8000以上。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
發(fā)明人從材料配方(主成分及輔助成分)角度出發(fā)，通過大量實驗研究及生產(chǎn)批量驗 證，通過原料的合理配比，提供了一種寬廣溫度范圍具備高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材 料。本發(fā)明提供的Mn-Zn鐵氧體材料在[-60°C 130°C ]溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率μ i可達(dá)5000 以上。而優(yōu)選技術(shù)方案提供的Mn-Zn鐵氧體材料在[-60°C ^130°C ]溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率μ i 更是可達(dá)8000以上。本發(fā)明的Mn-Zn鐵氧體材料即可以滿足電子信息等領(lǐng)域?qū)ζ骷⌒?化、薄型化和高度可靠性的要求，又可以保證低溫下器件仍能正常工作，大大拓展了錳鋅鐵 氧體的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的制備方法采用的是本領(lǐng)域的常規(guī)的干法生產(chǎn)工藝，采用常規(guī)設(shè)備即可生產(chǎn)，因此，制備方法具有過程簡單、能耗低、原材料適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點。術(shù)語說明本發(fā)明出現(xiàn)的μ i都是指初始磁導(dǎo)率。初始磁導(dǎo)率是指在弱外場下，所 測得的磁性材料的磁導(dǎo)率。大多數(shù)情況下，軟磁材料所述磁導(dǎo)率均為初始磁導(dǎo)率。本發(fā)明 中提到的初始磁導(dǎo)率或磁導(dǎo)率是具備同樣含義的術(shù)語。
圖1是本發(fā)明材料和兩個常規(guī)高磁導(dǎo)率材料的磁導(dǎo)率μ i和溫度T曲線圖； 其中，是常規(guī)高磁導(dǎo)率材料，即比較例1的材料；是常規(guī)高導(dǎo)寬溫材料，即
比較例2的材料；是本發(fā)明高磁導(dǎo)率材料，即實施例1的材料。從圖1可以看出比較例1的常規(guī)高磁導(dǎo)率材料注重室溫及室溫以上的磁導(dǎo)率； 比較例2的常規(guī)高磁導(dǎo)率寬溫材料，磁導(dǎo)率兼顧到了-20°C和25°C，但居里溫度不到120°C。 常規(guī)材料在低溫區(qū)，特別是[-60°C ^-40°C ]溫區(qū)，磁導(dǎo)率偏低，造成此時器件無法正常工 作，而本發(fā)明實施例1的材料在[_60°C ^130°C ]溫區(qū)，磁導(dǎo)率μ i都在5000以上，能夠保 證器件正常工作。 圖2是本發(fā)明實施例1與實施例5的磁導(dǎo)率與溫度曲線圖；其中，"■■是實施例 1材料；是實施例5的材料。
從圖2可以看出，對主成分的比例和輔助成分的含量控制的更加嚴(yán)格的話，可以進(jìn)一 步優(yōu)化材料的性能，實施例5的Mn-Zn鐵氧體在[_60°C ^130°C ]溫區(qū)，初始磁導(dǎo)率在8000 以上。圖3是本發(fā)明實施例1與實施例6的磁導(dǎo)率與頻率曲線圖；其中，"·" 是實施例 1材料；"III"▲III""""'是實施例6白勺材料。從圖3可以看出，添加輔助成分氧化鋯，可以優(yōu)化磁導(dǎo)率的頻率特性，使得材料具 有更廣闊的應(yīng)用范圍。圖4是本發(fā)明實施例1與實施例7的磁導(dǎo)率與溫度曲線圖；其中，是實施例 1材料；4_是實施例7的材料。從圖4可以看出，添加輔助成分氧化鈮，可以提升材料的磁導(dǎo)率，使得材料進(jìn)一步 優(yōu)化。圖5是本發(fā)明實施例1與實施例8、實施例9的磁導(dǎo)率與溫度曲線圖；其中 是實施例1材料；“ ■是實施例8的材料；一是實施例9的材料。從圖5可以看出，添加輔助成分氧化鈷或氧化鈦，可以使得材料的磁導(dǎo)率隨溫度 變化更加平緩。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，更具體地說明本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施并不局 限于下面的實施例，對本發(fā)明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發(fā)明保護(hù)范圍。在本發(fā)明中，若非特指，所有的設(shè)備和原料等均可從市場購得或是本行業(yè)常用的。 下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
實施例1
把配比為Fe20351. 5mol%、Zn017. 5mol%、Mn031. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在750°C預(yù)燒4個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(450ppm)、Bi2O3 (950ppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全 自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X 10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮氣保護(hù)下1380°C 保溫8個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為1。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均 值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例1產(chǎn)品的磁導(dǎo)率μ i和溫度T曲線圖如圖1、 圖2、圖3、圖4或圖5所示。實施例2 把配比為Fe20355. 5mol%、Zn017. 5mol%、Mn027. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在950°C預(yù)燒1.5個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(450ppm)和MoO3 (750ppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全 自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X 10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮氣保護(hù)下1320°C 保溫14個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為2。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均 值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例3
把配比為Fe20351. 5mol%、Zn025. 5mol%、Mn023. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在1000°C預(yù)燒1個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(50ppm)和V2O5 (750ppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全 自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15 X 10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮氣保護(hù)下1400°C 保溫4個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為3。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均 值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例4
把配比為Fe20355. 5mol%、Zn025. 5mol%、Mn019. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在1050°C預(yù)燒0.5個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 CaO (50ppm)、Bi2O3 (50ppm)、In2O3 (50ppm)、MoO3 (50ppm)和 V2O5 (50ppm)，通過 2 個小時的砂 磨，然后噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣 品，100只分成5組，在氮氣保護(hù)下1320°C保溫14個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為 4。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例5
把配比為Fe20353. Omo 1%, Zn022. 6mol%、Mn024. 4mol%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在850°C預(yù)燒2個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 CaO (50ppm) ,Bi2O3 (350ppm) ,MoO3 (250ppm)和 V2O5 (150ppm)，通過 2 個小時的砂磨，然后噴霧 造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只分 成5組，在氮氣保護(hù)下1300°C保溫14個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為5。每組的 測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例5產(chǎn)品的磁導(dǎo) 率μ i和溫度T曲線圖如圖2所示。實施例6
把配比為Fe20355. 5mol%、Zn025. Omo 1%, Mn019. 5mol%的三種主成分材料稱量好，球磨機(jī)中混合，然后在900°C預(yù)燒3個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(50ppm) ,MoO3 (450ppm)和(IOOppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵氧 體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮氣 保護(hù)下1300°C保溫14個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為6。每組的測試數(shù)據(jù)取10 只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例6產(chǎn)品的磁導(dǎo)率μ i和溫度 T曲線圖如圖3所示。實施例7
把配比為Fe20352. 5mol%、Zn022. 5mol%、Mn025. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在1050°C預(yù)燒0.5個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 CaO (250ppm)、Bi203 (150ppm)、Mo03 (250ppm)和 Nb2O5 (150ppm)，通過 2 個小時的砂磨，然后噴 霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只 分成5組，在氮氣保護(hù)下1400°C保溫2個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為7。每組的 測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例7產(chǎn)品的磁導(dǎo) 率μ i和溫度T曲線圖如圖4所示。實施例8
把配比為Fe20353. 5mol%、Zn023. 5mol%、Mn023. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在750°C預(yù)燒4個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(150ppm)、Bi203(350ppm)、V205(250ppm)和 Co2O3(150ppm)，通過 2 個小時的砂磨，然后噴 霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只 分成5組，在氮氣保護(hù)下1390°C保溫2個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為8。每組的 測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例8產(chǎn)品的磁導(dǎo) 率μ i和溫度T曲線圖如圖5所示。實施例9
把配比為Fe20353. Omo 1%, Zn023. 5mol%、Mn023. 5mol%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在850°C預(yù)燒2個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(350ppm)、Bi2O3 (550ppm)、V205(250ppm)和 TiO2 (150ppm)，通過 2 個小時的砂磨，然后噴 霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只 分成5組，在氮氣保護(hù)下1370°C保溫6個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為9。每組的 測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。實施例9產(chǎn)品的磁導(dǎo) 率μ i和溫度T曲線圖如圖5所示。比較例1
把配比為Fe20352. 5mol%、Zn022. 5mol%、Mn025. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在850°C預(yù)燒2個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(250ppm)、Bi203 (1050ppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全 自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X 10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮氣保護(hù)下燒結(jié)。 樣品編號為10。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所 示。比較例1產(chǎn)品的磁導(dǎo)率μ i和溫度T曲線圖如圖1所 示。比較例2
把配比為Fe20350. 5mol%、Zn024. 5mol%、Mn025. Omo 1%的三種主成分材料稱量好，球磨機(jī)中混合，然后在850°C預(yù)燒2個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 CaO (150ppm) ,Bi2O3 (350ppm)、In2O3 (200ppm)和 MoO3 (250ppm)，通過 2 個小時的砂磨，然后噴 霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只 分成5組，在氮氣保護(hù)下燒結(jié)。樣品編號為11。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值， 磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所示。比較例2產(chǎn)品的磁導(dǎo)率μ i和溫度T曲線圖如圖1所示。比較例3
把配比為Fe20350. 5mol%、Zn025. 5mol%、Mn024. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在850°C預(yù)燒2個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(250ppm)、Bi203 (350ppm)和MoO3 (450ppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵 氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮 氣保護(hù)下燒結(jié)。樣品編號為12。每組 的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，結(jié)果如表1所不。比較例4
把配比為Fe20351. 5mol%、Zn015. 5mol%、Mn033. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在850°C預(yù)燒2個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(450ppm)和MoO3 (750ppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用 全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25 X 15 X 10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮氣保護(hù)下燒結(jié)。 樣品編號為13。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測結(jié)果如表1所不。比較例5
把配比為Fe20354. 5mol%、Zn020. 5mol%、Mn025. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在850°C預(yù)燒2個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 Ca0(50ppm)、MoO3 (550ppm)和Bi2O3 (500ppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵 氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮 氣保護(hù)下燒結(jié)。樣品編號為14。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測 結(jié)果如表1所示。比較例6
把配比為Fe20355. 5mol%、Zn019. 5mol%、Mn025. Omo 1%的三種主成分材料稱量好， 球磨機(jī)中混合，然后在850°C預(yù)燒2個小時，加入按三種主成分總重量計的輔助成分 CaO(50ppm)、Bi2O3(550ppm)和Nb2O5(350ppm)，通過2個小時的砂磨，然后噴霧造粒，得到鐵 氧體粉料。用全自動干壓機(jī)將粉料壓制成H25X 15X10的毛坯樣品，100只分成5組，在氮 氣保護(hù)下燒結(jié)。樣品編號為15。每組的測試數(shù)據(jù)取10只樣品計算平均值，磁導(dǎo)率μ i檢測 結(jié)果如表1所示。
由表1可見，本發(fā)明的錳鋅鐵氧體產(chǎn)品具有寬廣溫度范圍(即[-60°C ^130°C ])高初 始磁導(dǎo)率的特性。比較例1-4表明，主成分或輔助成分的比例未落入本發(fā)明基礎(chǔ)技術(shù)方案范圍內(nèi) 的，其在[-60°C ^130°C ]溫區(qū)初始磁導(dǎo)率達(dá)不到本發(fā)明的要求；比較例5-6表明，輔助成分 的比例不在優(yōu)化技術(shù)方案范圍內(nèi)的，其獲得的材料性能也會劣化。上述優(yōu)選實施例只是用于說明和解釋本發(fā)明的內(nèi)容，并不構(gòu)成對本發(fā)明內(nèi)容的限 制。盡管發(fā)明人已經(jīng)對本發(fā)明做了較為詳細(xì)地列舉，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)
發(fā)明內(nèi)容
部分和實施例所揭示的內(nèi)容，能對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或/和補(bǔ)充或采 用類似的方式來替代是顯然的，并能實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效果，因此，此處不再一一贅述。本 發(fā)明中出現(xiàn)的術(shù)語用于對本發(fā)明技術(shù)方案的闡述和理解，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
一種寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其特征在于，所述的鐵氧體材料由主成分和輔助成分制備獲得，其中所述主成份組成為氧化鐵為51-56mol%、氧化鋅為16-26mol%、其余為氧化錳；按主成份總重量計的輔助成分包括氧化鈣50-500ppm與氧化鉍50-1000ppm、氧化鉬50-800ppm、氧化釩50-800ppm或氧化銦50-800ppm中的至少一種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其特征在于，所述的 輔助成分中氧化鈣之外的輔助成分的總含量在20(Tl000ppm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其特征在于，所述 的主成份組成為氧化鐵為52-55mol%、氧化鋅為18-25mol%、其余為氧化錳；按主成份總重 量計的輔助成份包括氧化鈣50-400ppm與氧化鉍50-500ppm、氧化鉬50-500ppm、氧化釩 50-600ppm或氧化銦50-500ppm中的至少一種的組合，氧化鈣之外的輔助成分的總含量在 20(Tl000ppm 之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其特征在于， 所述的輔助成分還包括氧化鋯0-400ppm、氧化鈦0-500ppm、氧化鈷0-500ppm或氧化鈮 0-300ppm中的一種或多種組合，總含量在5(T500ppm之間。
5.權(quán)利要求1所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料的制備方法，其特征在于， 所述的制備方法包括首先將主成分于球磨機(jī)中混合，得到的混合料于750-1050°C預(yù)燒0. 5-4個小時，得到 的預(yù)燒料中加入輔助成分后進(jìn)行砂磨處理，接著噴霧造粒，得到的粉料壓制成型后在氮氣 保護(hù)下進(jìn)行二次燒結(jié)，得到所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料的制備方法，其特征 在于，所述的二次燒結(jié)的工藝參數(shù)為燒結(jié)溫度為1300-1400°C，燒結(jié)時間為2-14個小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料的制備方法，其特征 在于，所述的寬溫高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料在-60°C 13(rC條件下，其初始磁導(dǎo)率 為5000以上。
全文摘要
本發(fā)明屬于軟磁鐵氧體領(lǐng)域，具體涉及Mn-Zn鐵氧體材料，提供一種在寬廣溫度范圍高初始磁導(dǎo)率的Mn-Zn鐵氧體材料，其由主成份和輔助成份制備獲得，所述主成份組成為氧化鐵為51-56mol%、氧化鋅為16-26mol%、其余為氧化錳；按主成份總重量計的輔助成份包括氧化鈣50-500ppm；氧化鉍50-1000ppm、氧化鉬50-800ppm、氧化釩50-800ppm或氧化銦50-800ppm中的一種或多種組合。優(yōu)選方案還包括添加輔助成份氧化鋯、氧化鈦、氧化鈷或氧化鈮中的一種或多種組合。本發(fā)明的Mn-Zn鐵氧體材料按照常規(guī)干法生產(chǎn)工藝制備，具有在-60℃~130℃溫區(qū)的初始磁導(dǎo)率μi為5000以上的特點，可以滿足低溫下電子器件對高磁導(dǎo)率磁心的要求。
文檔編號C04B35/622GK101863657SQ20101020691
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者嚴(yán)正信, 畢建國, 王朝明, 金鑫 申請人:橫店集團(tuán)東磁股份有限公司