專利名稱：低溫燒結(jié)NiZnCu軟磁鐵氧體材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及軟磁鐵氧體材料的制備方法，特別涉及一種低溫燒結(jié)maiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法。
背景技術：
制備疊層片式電感器的關鍵工藝技術是磁介質(zhì)材料和內(nèi)部導體材料的共燒。由于現(xiàn)在用于工業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)電極導體幾乎全部采用熔點較低的Ag(961. 93°C )，這就要求磁性介質(zhì)材料在低于Ag熔點的溫度燒結(jié)。目前為降低材料的燒結(jié)溫度，國內(nèi)外多使用以MaiCu 為基體的軟磁鐵氧體材料作為這類疊層片式電感器的磁介質(zhì)材料，其中加入一定量的CuO 可以形成固溶體以降低MSi鐵氧體材料的燒結(jié)溫度。此外，為進一步降低鐵氧體材料的燒結(jié)溫度，提高其低溫燒結(jié)的致密度，還會添加Bi203、V2O5等低熔物作助燒劑，通過在燒結(jié)過程中生成低粘度液相，擴大固相反應面積，形成液相傳質(zhì)，提高材料的燒結(jié)活性，使材料燒結(jié)溫度降低，燒結(jié)致密度提高。但Cu0、Bi203、V205等助燒劑的加入會導致以下缺點助燒劑與m Si鐵氧體化學成分不同；增加材料配方的組分，易致主成分偏析；燒結(jié)過程形成的液相使Ag遷移加劇，這些都會導致材料的燒結(jié)穩(wěn)定性降低，磁導率降低。為了改善上述工藝問題，在中國發(fā)明專利說明書CN200610021762. 5中公開了一種低溫燒結(jié)鐵氧體材料用預燒粉料的制備方法，這種制備方法通過粉料預燒后快速降溫， 增加粉料內(nèi)部缺陷以提高燒結(jié)活性，降低材料對助燒劑的依賴，提高材料低溫燒結(jié)性能。通過該制備方法可以提高材料的磁導率和品質(zhì)因數(shù)，在獲得相同致密度的條件下可以減少助燒劑的用量，但是該方法可能加劇成分偏析，降低材料的燒結(jié)穩(wěn)定性，而且快速降溫的工藝對設備有更高要求，增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的一個技術問題是彌補上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種低溫燒結(jié) NiZnCu軟磁鐵氧體材料的制備方法。本發(fā)明的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料技術問題通過以下技術方案予以解決。本發(fā)明提供了一種低溫燒結(jié)NiaiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，包括以下步驟A.粉碎原材料Fe203> NiO, ZnO, CuO以及Bi2O3至平均粒徑均為1. 0 士 0. 1 μ m ；B.將粉碎后的狗203、NiO, ZnO以及CuO混合得到混合物a，在30_60轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)
速下，進行初次球磨18-30小時，其中混合物a中各組分的摩爾百分比如下
Fe2O3 45. 0%-55. 0%NiO 4. 0%-14. 0% ZnO30. 0%-40. 0%
CuO 5. 0%-12. 0%;C.將初次球磨后的混合物a烘干后，進行50-80目初次過篩；D.在800-900°C下預燒2_4小時，得到正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體，并將其粉碎至平均粒徑為1. 0 士 0. 1 μ m ；E.在粉碎后的正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體中添加A步驟中粉碎后的CuO和 Bi2O3得到混合物b，在30-60轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，進行二次球磨18-30小時，其中加入的CuO 和Bi2O3分別占混合物b的質(zhì)量百分比如下CuO 0. 5-3. 5%Bi2O3 0.5-4.5%;F.將二次球磨后的混合物b烘干后，進行50-80目二次過篩，即得到所述低溫燒結(jié) NiZnCu軟磁鐵氧體材料。所述初次球磨和二次球磨的球磨轉(zhuǎn)速均優(yōu)選為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間均優(yōu)選為M 小時。所述混合物a中各組分的摩爾百分比優(yōu)選為
Fe2O3 46. 0% NiO 10.5% ZnO37. 0%
CuO 6. 5%。步驟E中加入的CuO和Bi2O3分別占混合物b的質(zhì)量百分比優(yōu)選為CuO 1. 0%Bi2O3 1.5%。所述步驟C的混合物a和步驟F的混合物b的烘干溫度均為150_200°C，烘干時間均為24-48小時。所述初次過篩和二次過篩的目數(shù)均優(yōu)選為80目。所述步驟D中的預燒溫度優(yōu)選為8500C，保溫時間優(yōu)選為3小時。本發(fā)明制備的所述的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料，其技術優(yōu)點在于能夠為疊層片式電感器提供穩(wěn)定性更好、致密度更高、磁導率更高的低溫燒結(jié)NiaiCu軟磁鐵氧體材料，而且不增加生產(chǎn)周期和成本，適合工業(yè)化推廣。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例和對比例對本發(fā)明提供進一步詳細說明實施例1
本實施例提供了一種制備低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的方法，包括以下步驟A.將原材料 Fe203> NiO, ZnO, CuO 和 Bi2O3 粉碎至平均粒徑 1.0 + 0. Iym0B.將A步驟粉碎后的F%03、NiO, ZnO以及CuO按照以下摩爾百分比進行混合
Fe2O3 46. 0% NiO 10.5% ZnO37. 0%
CuO 6. 5%;得到混合物a，進行初次球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間為M小時。C.將初次球磨后的混合物a烘干，烘干溫度為150°C，烘干時間為48小時，將烘干后的粉體進行80目初次過篩。D.將初次過篩后的粉體在850°C下預燒2小時，得到正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體，將得到的正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體粉碎至平均粒徑ι. ο士0. 1 μ m。Ε.在粉碎后的正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體中分別添加A步驟中粉碎后的CuO 和Bi2O3得到混合物b，其中CuO占混合物b的質(zhì)量百分比為1. 0%, Bi2O3占混合物b的質(zhì)量百分比為1. 5%，進行二次球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間為M小時。F.將二次球磨后的混合物b烘干，烘干溫度為150°C，烘干時間為48小時，將烘干后的粉體80目二次過篩，即得到所述低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料。將本實施例制備的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料造粒、成型，制造成外徑為 20_、內(nèi)徑為12mm并且厚度為3mm的圓環(huán)生坯各三個，再分別在880°C、900°C、920°C保溫2 小時。燒成的圓環(huán)樣品用E4991A射頻阻抗分析儀檢測磁導率，密度天平檢測密度，檢測結(jié)果如表一實施例1所示。實施例2本實施例提供了一種制備低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的方法，包括以下步驟A.將原材料 Fe203> NiO, ZnO, CuO 和 Bi2O3 粉碎至平均粒徑 1.0 + 0. Iym0B.將A步驟粉碎后的F%03、NiO, ZnO以及CuO按照以下摩爾百分比進行混合
Fe2O3 47. 5% NiO 9. 5% ZnO32. 5%
CuO 10. 5%;得到混合物a，進行初次球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間為M小時。
C.將初次球磨后的混合物a烘干，烘干溫度為150°C，烘干時間為48小時，將烘干后的粉體80目初次過篩。D.將初次過篩后的粉體在850°C下預燒2小時，得到正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體，將得到的正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體粉碎至平均粒徑1. 0士0. 1 μ m。Ε.在粉碎后的正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體中分別添加A步驟中粉碎后的CuO 和Bi2O3得到混合物b，其中CuO占混合物b的質(zhì)量百分比為0. 5%, Bi2O3占混合物b的質(zhì)量百分比為1. 0%，進行二次球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間為M小時。F.將二次球磨后的混合物b烘干，烘干溫度為150°C，烘干時間為48小時，將烘干后的粉體80目二次過篩，即得到所述低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料。將本實施例制備的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料造粒、成型，制造成外徑為 20mm、內(nèi)徑為12mm并且厚度為3mm的圓環(huán)生坯各三個，再分別在900°C保溫2小時、4小時、 6小時。燒成的圓環(huán)樣品用E4991A射頻阻抗分析儀檢測磁導率，密度天平檢測密度，檢測結(jié)果如表一實施例2所示。對比例1與實施例1區(qū)別在于CuO全部由初次球磨完成混料，二次球磨只混合Bi203。本對比例制備低溫燒結(jié)NiaiCu軟磁鐵氧體材料的方法，包括以下步驟A.將上述原材料Fe203> NiO, ZnO, CuO和Bi2O3粉碎至平均粒徑1. 0 士 0. 1 μ m。B.將A步驟粉碎后的F%03、NiO, ZnO以及CuO按照以下摩爾百分比進行混合
Fe2O3 45. 34% NiO 10. 35% ZnO36. 47%
CuO 7. 85%;進行初次球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間為M小時。C.將初次球磨后的粉體經(jīng)150°C烘干，烘干時間為48小時，將烘干后的粉體80目初次過篩。D.粉體經(jīng)初次過篩后在850°C下預燒2小時，得到正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體，將正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體粉碎至平均粒徑ι. O士0. 1 μ m。Ε.在粉碎后的正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體中添加A步驟中粉碎后的Bi2O3，其中Bi2O3占總混合物的質(zhì)量百分比為1.5%，進行二次球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間為M小時。F.將二次球磨后的粉體烘干，烘干溫度為150°C，烘干時間為48小時，將烘干后的粉體80目二次過篩，即得到所述低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料。本對比例低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的檢測方法與實施例1相同，檢測結(jié)果見表一對比例1。
對比例2與實施例2區(qū)別在于CuO全部由初次球磨完成混料，二次球磨只混合Bi203。本對比例制備低溫燒結(jié)NiaiCu軟磁鐵氧體材料的方法，包括以下步驟A.將上述原材料Fe203> NiO, ZnO, CuO和Bi2O3粉碎至平均粒徑1.0 + 0. Iym0B.將A步驟粉碎后的F%03、NiO, ZnO以及CuO按照以下摩爾百分比進行混合
Fe2O3 47. 15% NiO 9. 43% ZnO32. 26%
CuO 11.16%;進行初次球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間為M小時。C.將初次球磨后的粉體烘干，烘干溫度為150°C，烘干時間為48小時，將烘干后的粉體80目過篩。D.粉體經(jīng)過篩后在850°C下預燒2小時，得到正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體，將正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體粉碎至平均粒徑1. 0士0. 1 μ m。Ε.在粉碎后的正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體中添加A步驟中粉碎后的Bi2O3，其中Bi2O3占總混合物的質(zhì)量百分比為1.0%，進行二次球磨，球磨機轉(zhuǎn)速為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間為M小時。F.將二次球磨后的粉體經(jīng)150°C烘干，烘干時間為48小時，將烘干后的粉體80目過篩，即得到所述低溫燒結(jié)maicu軟磁鐵氧體材料。本對比例低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的檢測方法與實施例2相同，檢測結(jié)果見表一對比例2。表一
權利要求
1. 一種低溫燒結(jié)NiaiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟A.粉碎原材料Fe203>NiO, ZnO, CuO以及Bi2O3至平均粒徑均為1. 0 士0. 1 μ m ；B.將粉碎后的狗203、NiO,ZnO以及CuO混合得到混合物a，在30-60轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，進行初次球磨18-30小時，其中混合物a中各組分的摩爾百分比如下Fe2O3 45. 0%-55. 0%NiO 4. 0%-14. 0%ZnO30. 0%-40. 0%CuO 5. 0%-12. 0%;C.將初次球磨后的混合物a烘干后，進行50-80目初次過篩；D.將過篩后的混合物a在800-900°C下預燒2_4小時，得到正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體，并將其粉碎至平均粒徑為1. 0 士0. 1 μ m ；E.在粉碎后的正尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體混合粉體中添加A步驟中粉碎后的CuO和Bi2O3得到混合物b，在30-60轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，進行二次球磨18-30小時，其中加入的CuO和Bi2O3分別占混合物b的質(zhì)量百分比如下CuO 0. 5-3. 5%Bi2O3 0.5-4.5%;F.將二次球磨后的混合物b烘干后，進行50-80目二次過篩，即得到所述低溫燒結(jié)NiZnCu軟磁鐵氧體材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于，所述初次球磨和二次球磨的球磨轉(zhuǎn)速均為45轉(zhuǎn)/分，球磨時間均為M小時。
3.根據(jù)權利要求2所述的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于，所述混合物a中各組分的摩爾百分比如下Fe2O3 46. 0%NiO 10.5%ZnO37. 0%CuO 6. 5%。
4.根據(jù)權利要求3所述的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于，步驟E中加入的CuO和Bi2O3分別占混合物b的質(zhì)量百分比如下CuO 1.0%Bi2O3 1.5%。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟C的混合物a和步驟F中的混合物b的烘干溫度均為150-200°c，烘干時間均為M-48小時。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于，所述初次過篩和二次過篩的目數(shù)均為80目。
7.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的低溫燒結(jié)MaiCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于，所述步驟D中的預燒溫度為850°C，保溫時間為3小時。
全文摘要
一種低溫燒結(jié)NiZnCu軟磁鐵氧體材料的制備方法，包括以下步驟粉碎原材料Fe2O3、NiO、ZnO、CuO以及Bi2O3；將Fe2O3、NiO、ZnO以及CuO初次球磨；烘干后初次過篩；預燒后粉碎；添加CuO和Bi2O3進行二次球磨；烘干后二次過篩即得到本發(fā)明的低溫燒結(jié)NiZnCu軟磁鐵氧體材料。本發(fā)明制備所述的低溫燒結(jié)NiZnCu軟磁鐵氧體材料的方法，其技術優(yōu)點在于能夠為疊層片式電感器提供穩(wěn)定性更好、致密度更高、磁導率更高的低溫燒結(jié)NiZnCu軟磁鐵氧體材料，而且不增加生產(chǎn)周期和成本，適合工業(yè)化推廣。
文檔編號C04B35/622GK102557605SQ20121006068
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2012年3月9日
發(fā)明者戴春雷, 王其艮, 胡斐 申請人:深圳順絡電子股份有限公司