高bs太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊，該磁塊在100KHz200mT，100℃時的損耗為350～420kw/m3，密度為5.3～5.8g/cm3，25～100℃下的飽和磁通密度為580～650mT，居里溫度為285～290℃；所述磁塊包括主成分和副成分，主成分包括Fe2O3、MnO和ZnO，副成分包括CaCO3、超細SiO2、Cr2O3、Nb2O5、Co2O3和Ta2O5。本發(fā)明具有粒徑尺寸均勻、一致性好，氣孔率低，密度高，無微觀異相晶粒和宏觀異相等優(yōu)點，具有100℃高溫下較高的飽和磁通密度和較低的功率損耗，同時居里溫度較高，能夠滿足太陽能發(fā)電機漏電保護的性能要求。
【專利說明】高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及Mn-Zn系鐵氧體【技術領域】，特別是涉及一種高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊。
【背景技術】
[0002]磁性材料作為在國民經(jīng)濟各個領域不可缺少的功能材料，其產量和使用量已成為衡量一個國家經(jīng)濟和信息技術發(fā)展程度的標志之一，特別是功率鐵氧體，在國民經(jīng)濟各個領域不斷發(fā)揮著越來越大的作用。
[0003]太陽能發(fā)電機通過太陽光直接照在太陽能電池板上產生電能，并對蓄電池充電，可為直流節(jié)能燈，收錄機，電視機，DVD，衛(wèi)星電視接收機等產品供電，具有過充，過放，短路，溫度補償，蓄電池反接等保護功能，體積小巧，攜帶方便、使用安全。太陽能發(fā)電機雖然具有安全性能好的優(yōu)點，但仍不免出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，為了進一步提高使用安全性，近年來，太陽能發(fā)電機漏電保護器也隨著太陽能逆變器等的快速發(fā)展而發(fā)展，從而使功率鐵氧體的應用面顯著提高，并對其性能提出了更高的要求，主要表現(xiàn)為:1、具有較高的飽和磁通密度；2、由于太陽能在露天環(huán)境使用，要求具有良好的強度和較高的居里溫度，以適應環(huán)境氣候的變化；3、要求具有高溫下功率損耗低等優(yōu)點。
[0004]目前，常用的功率鐵氧體的居里溫度為275~285°C，在IOOKHz 200mT及100°C時的功率損耗為520~550kw/m3，在25~100°C下的飽和磁通密度為420~520mT，密度為
4.9g/cm3，具有功率消耗大，磁通密度低等不足，不能完全滿足太陽能發(fā)電機的漏電保護的要求。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊，該磁塊在IOOKHz 200mT且溫度為100°C時的損耗為350~420kw/m3，密度為5.3~5.8g/cm3, 25~100°C下的飽和磁通密度為580~650mT，居里溫度為285~2900C ;所述磁塊包括主成分和副成分；所述主成分包括Fe203、Mn0和ZnO ;所述副成分包括CaC03、超細Si02、Cr2O3> Nb2O5, Co2O3和Ta2O5 ;所述主體體系的摩爾百分含量為Fe2O3 66~68%、Mn0 28~30%、Zn0 8~10% ;所述副成分相對于所述主成分的總重量的添加量為CaCO3600 ~2200ppm、超細 SiO2 100 ~300,Cr2O3 500 ~1000^Nb2O5 800 ~2000,Co2O3 300 ~1600和 Ta2O5 400 ~900。
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述磁塊在IOOKHz 200mT且溫度為100°C時的損耗為380kw/m3，密度為5.6g/cm3,25~100°C下的飽和磁通密度為590mT，居里溫度為290°C。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述主體體系的摩爾百分含量為Fe2O3 67.5%、MnO29%、ZnO 10% ;所述副成分相對于所述主成分的總重量的添加量為CaCO3 850ppm、納米SiO2150、Cr2O3 800、Nb2O5 1500、Co2O3 600 和 Ta2O5 500。[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述超細SiO2的目數(shù)為3000目。
[0010]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊的制備方法，包括以下步驟:
(1)稱料:按配方準確稱取主成分和副成分中的各原料備用；
(2)制備主體體系:將已稱量的主體體系中的三種原料置于轉速為45~50轉/min的混合機中攪拌混合30~45min，然后將混合物料轉入溫度為810°C的電熱式回轉窯中預燒90~lOOmin，最后置于震動頻率為50次/分，振幅為3mm的震動球磨機中粉碎20~30min，得到平均物料直徑為0.75~0.85 μ m的主體體系混合物；
(3)制備混合體系:將步驟(2)中得到的主體體系混合物和步驟(1)中稱量好的摻雜體系中的各原料放入磨砂機中，然后依次加入占物料總重量1.2~1.8倍的水、0.03倍的分散劑和12~15%的濃度為20%聚乙醇水溶液，啟動磨砂機，以50轉/min的轉速磨砂100~150min，得到粒徑為0.65~0.80 μ m的主體體系和摻雜體系的混合料漿；
(4)制備坯塊及成型:將步驟(3)中得到的料漿噴霧造粒，并壓制成所需形狀坯塊，然后連同模具轉入窯爐燒結，燒結工藝為:從室溫升至850°C，保溫90~lOOmin，再繼續(xù)升溫至1100°C，保溫150~180min，最后升溫至1300°C，在3%的氧氣濃度下保溫燒結5h，然后在氮氣氣氛下降至室溫，得到高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟(4 )中，所述坯塊形狀為圓柱體或多邊形實心體.[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊，通過合理配置主成分和副成分的配方和優(yōu)化燒結工藝，提高了產品的密度、機械強度、飽和磁通密度，所制備的磁條具有粒徑尺寸均勻、一致性好，氣孔率低，密度高，無微觀異相晶粒和宏觀異相等優(yōu)點，在100°c高溫下飽和磁通密度高和功率損耗低，同時具有較高的居里溫度，能夠滿足太陽能發(fā)電機漏電保護的性能要求。
【具體實施方式】
[0013]下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]本發(fā)明實施例包括:
一種高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊，該磁塊在IOOKHz 200mT且溫度為100°C時的損耗為350~420kw/m3，密度為5.3~5.8g/cm3,25~100°C下的飽和磁通密度為580~650mT,居里溫度為285~290°C ;所述磁塊包括主成分和副成分；所述主成分包括Fe203、Mn0和ZnO ;所述副成分包括CaCO3、超細Si02、Cr2O3> Nb2O5, Co2O3和Ta2O5 ;所述主體體系的摩爾百分含量為Fe2O3 66~68%、MnO 28~30%、ZnO 8~10% ;所述副成分相對于所述主成分的總重量的添加量為 CaCO3 600 ~2200ppm、超細 SiO2 100 ~300、Cr2O3 500 ~1000、Nb2O5800 ~2000、Co2O3 300 ~1600 和 Ta2O5 400 ~900 ;所述超細 SiO2 的目數(shù)為 3000 目。
[0015]實施例1
(I)稱料:按配方準確稱取Fe2O3 66mol%、MnO (原材料為Mn3O4) 28mol%、ZnO 8mol%和慘雜體系中的 CaCO3 600ppm、超細 SiO2 lOOppm、Cr2O3 500ppm、Nb2O5 800ppm、Co2O3 300ppm、Ta2O5 400ppm 備用；(2)制備主體體系:將已稱量的主體體系中的三種原料置于轉速為45轉/min的混合機中攪拌混合45min,然后將混合物料轉入溫度為810°C的電熱式回轉窯中預燒90min,最后置于震動頻率為50次/分,振幅為3mm的震動球磨機中粉碎20min,得到平均物料直徑為0.85 μ m的主體體系混合物；
(3)制備混合體系:將步驟(2)中得到的主體體系混合物和步驟(1)中稱量好的摻雜體系中的各原料放入磨砂機中，然后依次加入占物料總重量1.2倍的水、0.03倍的分散劑和12%的濃度為20%聚乙醇水溶液，啟動磨砂機，以50轉/min的轉速磨砂l(fā)OOmin，得到粒徑為0.80 μ m的主體體系和摻雜體系的混合料漿；
(4)制備坯塊及成型:將步驟(3)中得到的料漿噴霧造粒，并壓制成圓柱體或多邊形實心體等所需形狀坯塊，然后連同模具轉入窯爐燒結，燒結工藝為:從室溫升至850°C，保溫90min，再繼續(xù)升溫至1100°C，保溫180min，最后升溫至1300°C，在3%的氧氣濃度下保溫燒結5h，然后在氮氣氣氛下降至室溫，得到高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊。
[0016]在本發(fā)明一個較佳實施例中，采用相對應獲得的磁環(huán)進行性能測試，在IOOKHz200mT且溫度為100°C時的損耗為420kw/m3，密度為5.3g/cm3,25~100°C下的飽和磁通密度為580mT，居里溫度為285°C。
[0017]實施例2
(1)稱料:按配方準確稱取Fe2O368mol%、MnO(原材料為Mn3O4)30mol%、ZnO 10mol%和摻雜體系中的 CaCO3 2200ppm、超細 SiO2 300ppm> Cr2O3 lOOOppm、Nb2O5 800ppm> Co2O3 2000ppm>Ta2O5 900ppm 備用；
(2)制備主體體系:將已稱量的主體體系中的三種原料置于轉速為50轉/min的混合機中攪拌混合30min,然后將混合物料轉入溫度為810°C的電熱式回轉窯中預燒IOOmin,最后置于震動頻率為50次/分,振幅為3mm的震動球磨機中粉碎30min,得到平均物料直徑為
0.75 μ m的主體體系混合物；
(3)制備混合體系:將步驟(2)中得到的主體體系混合物和步驟(1)中稱量好的摻雜體系中的各原料放入磨砂機中，然后依次加入占物料總重量1.8倍的水、0.03倍的分散劑和15%的濃度為20%聚乙醇水溶液，啟動磨砂機，以50轉/min的轉速磨砂150min，得到粒徑為0.78 μ m的主體體系和摻雜體系的混合料漿；
(4)制備坯塊及成型:將步驟(3)中得到的料漿噴霧造粒，并壓制成圓柱體或多邊形實心體等所需形狀坯塊，然后連同模具轉入窯爐燒結，燒結工藝為:從室溫升至850°C，保溫IOOmin,再繼續(xù)升溫至1100°C，保溫150min，最后升溫至1300°C，在3%的氧氣濃度下保溫燒結5h，然后在氮氣氣氛下降至室溫，得到高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊。
[0018]在本發(fā)明一個較佳實施例中，采用相對應獲得的磁環(huán)進行性能測試，在IOOKHz200mT且溫度為100°C時的損耗為350kw/m3，密度為5.8g/cm3,25~100°C下的飽和磁通密度為650mT，居里溫度為290°C。
[0019]實施例3
(1)稱料:按配方準確稱取Fe2O3 67.5mol%、Mn0(原材料為 Mn3O4)29mol%、ZnO 10mol% 和慘雜體系中的 CaCO3 850ppm、超細 SiO2 150ppm> Cr2O3 800ppm> Nb2O5 1500ppm> Co2O3 600ppm>Ta2O5 500ppm 備用；
(2)制備主體體系:將已稱量的主體體系中的三種原料置于轉速為50轉/min的混合機中攪拌混合30min,然后將混合物料轉入溫度為810°C的電熱式回轉窯中預燒IOOmin,最后置于震動頻率為50次/分,振幅為3mm的震動球磨機中粉碎30min,得到平均物料直徑為0.75 μ m的主體體系混合物；
(3)制備混合體系:將步驟(2)中得到的主體體系混合物和步驟(1)中稱量好的摻雜體系中的各原料放入磨砂機中，然后依次加入占物料總重量1.8倍的水、0.03倍的分散劑和15%的濃度為20%聚乙醇水溶液，啟動磨砂機，以50轉/min的轉速磨砂150min，得到粒徑為0.81 μ m的主體體系和摻雜體系的混合料漿；
(4)制備坯塊及成型:將步驟(3)中得到的料漿噴霧造粒，并壓制成圓柱體或多邊形實心體等所需形狀坯塊，然后連同模具轉入窯爐燒結，燒結工藝為:從室溫升至850°C，保溫IOOmin,再繼續(xù)升溫至1100°C，保溫150min，最后升溫至1300°C，在3%的氧氣濃度下保溫燒結5h，然后在氮氣氣氛下降至室溫，得到高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊。
[0020]在本發(fā)明一個較佳實施例中，采用相對應獲得的磁環(huán)進行性能測試，在IOOKHz200mT且溫度為100°C時的損耗為380kw/m3，密度為5.6g/cm3,25~100°C下的飽和磁通密度為590mT，居里溫度為290°C。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊，其特征在于，該磁塊在IOOKHz 200mT且溫度為100°C時的損耗為350~420kw/m3，密度為5.3~5.8g/cm3, 25~100°C下的飽和磁通密度為580~650mT，居里溫度為285~290°C ;所述磁塊包括主成分和副成分；所述主成分包括 Fe203、MnO 和 ZnO ;所述副成分包括 CaCO3、超細 Si02、Cr2O3> Nb2O5, Co2O3 和 Ta2O5 ；所述主體體系的摩爾百分含量為Fe2O3 66~68%、Mn0 28~30%、Zn0 8~10% ;所述副成分相對于所述主成分的總重量的添加量為CaCO3 600~2200ppm、超細SiO2 100~300、Cr2O3500 ~1000、Nb2O5 800 ~2000、Co2O3 300 ~1600 和 Ta2O5 400 ~900。
2.根據(jù)權利要求1所述的高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊，其特征在于，所述磁塊在IOOKHz 200mT且溫度為100°C時的損耗為380kw/m3，密度為5.6g/cm3,25~100°C下的飽和磁通密度為590mT，居里溫度為290°C。
3.根據(jù)權利要求1所述的高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊，其特征在于，所述主體體系的摩爾百分含量為Fe2O3 67.5%、Mn0 29%,ZnO 10% ;所述副成分相對于所述主成分的總重量的添加量為 CaCO3 850ppm、納米 SiO2 150,Cr2O3 800,Nb2O5 1500,Co2O3 600 和 Ta2O5 500。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊，其特征在于，所述超細SiO2的目數(shù)為3000目。
5.一種如權利要求1所述的高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)稱料:按配方準確稱取主成分和副成分中的各原料備用； (2)制備主體體系:將已稱量的主體體系中的三種原料置于轉速為45~50轉/min的混合機中攪拌混合30~45min，然后將混合物料轉入溫度為810°C的電熱式回轉窯中預燒90~lOOmin，最后置于震動頻率為50次/分，振幅為3mm的震動球磨機中粉碎20~30min，得到平均物料直徑為0.75~0.85 μ m的主體體系混合物； (3)制備混合體系:將步驟(2)中得到的主體體系混合物和步驟(1)中稱量好的摻雜體系中的各原料放入磨砂機中，然后依次加入占物料總重量1.2~1.8倍的水、0.03倍的分散劑和12~15%的濃度為20%聚乙醇水溶液，啟動磨砂機，以50轉/min的轉速磨砂100~150min，得到粒徑為0.65~0.80 μ m的主體體系和摻雜體系的混合料漿； (4)制備坯塊及成型:將步驟(3)中得到的料漿噴霧造粒，并壓制成所需形狀坯塊，然后連同模具轉入窯爐燒結，燒結工藝為:從室溫升至850°C，保溫90~lOOmin，再繼續(xù)升溫至1100°C，保溫150~180min，最后升溫至1300°C，在3%的氧氣濃度下保溫燒結5h，然后在氮氣氣氛下降至室溫，得到高BS太陽能發(fā)電機漏電保護用磁塊。
6.根據(jù)權利要求5所述的高強度低損耗高Q值汽車加熱用磁條的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述坯塊形狀為圓柱體或多邊形實心體。
【文檔編號】C04B35/38GK103833345SQ201410004277
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權日:2014年1月6日
【發(fā)明者】柯宇翔, 張曉明, 徐良保 申請人:蘇州冠達磁業(yè)有限公司