寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料及其製備方法
2023-08-13 15:30:51 3
專利名稱：寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於軟磁高磁導率領域，具體涉及一種在寬廣溫度範圍(即-60°C ^130°C ) 具備高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料及其製備方法。
背景技術：
Mn-Zn鐵氧體軟磁材料具有高的初始磁導率、良好的頻率特性、低的損耗等優點而 受到廣泛重視和應用。Mn-Zn鐵氧體材料大量製造成變壓器磁芯、噪音過濾器、區域網隔離 變壓器和數字網絡變壓器磁芯。磁芯主要應用到寬帶和脈衝變壓器， 扼流圈及DSL變壓器。近年來，全球氣候異常，經常出現溫度極低的天氣。比如，2010年1月俄羅斯遠東 地區氣溫大幅度下降，最低達到_55°C。這種氣候對高磁導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率。常規的高初始磁導率的Mn-Zn軟磁鐵氧體材料，初始磁導率μ i僅能滿足室溫及 室溫以上溫度範圍，隨著溫度的降低，磁導率快速下降。例如常規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率。另一方面，從器件小型化發展的要求，要求 Mn-Zn軟磁鐵氧體具有高的初始磁導率μ i。現有技術涉及的有溫度要求的高磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料，主要關注溫度範圍 為[_20°C ^lOO0C ]或者[25°C 150°C ]，這和本發明關注[-60°C 130°C ]有很大的區別。現有技術提供的高磁導材料的技術手段通常是採用調整氧化鐵、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 ]溫度範圍的磁導率達到8500以上；在 頻率IOkHz時，[20°C ^lOO0C ]溫度範圍的磁導率達到10000，但其磁導率溫度範圍仍然不 能適應低溫應用的要求。又比如，公開號為CN1400192A的中國發明申請提供的一種錳鋅系 鐵氧體，雖然其11Γ150ΚΗΖ頻率範圍並且[-20°C ^lOO0C ]溫度範圍的磁導率達到12000以 上，但其磁導率溫度範圍仍然不能適應低溫應用的要求。查閱國內外文獻資料，沒有發現有 關寬廣溫度範圍(即[-60°C ^130°C ])高初始磁導率Mn-Zn鐵氧體的報導。
發明內容
針對以往高磁導率鐵氧體材料，在低溫度範圍，特別是[-60°C ^-20°C ]範圍，磁導 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域對 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率磁心的要求。發明人從材料配方(主成分及輔助成分)角度出發， 通過大量實驗研究及生產批量驗證，旨在提供一種在寬廣溫度範圍(-60Π30°Ο具備高 初始磁導率(初始磁導率大於5000)的Mn-Zn鐵氧體材料。同時，本發明還提供所述鐵氧體 的製備方法，以使製備方法具有過程簡單、能耗低和原材料適應性強等優點。
為實現本發明的目的，發明人提供下述技術方案
一種寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料，其由主成分和輔助成分製備獲得，其中， 所述主成分組成為氧化鐵為51-56mol%、氧化鋅為16-26mol%、其餘為氧化錳；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。上述提供的為本發明基礎技術方案，研究發現氧化鐵 不在51-56mol%範圍內的 配方，所獲得的Mn-Zn鐵氧體其在[_60°C ^130°C ]溫區，初始磁導率無法滿足大於5000這 個條件；氧化鋅不在16-26mol%範圍內的配方，所獲得的Mn-Zn鐵氧體其在[_60°C 130°C ] 溫區，初始磁導率亦無法滿足大於5000這個條件。為獲得可應用的寬溫材料，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，當然多種組合恰當，性能 會更優良。研究發現，上述基礎技術方案中，輔助成分必須包括氧化鈣，但當氧化鈣添加量小 於50ppm，所獲得的Mn-Zn鐵氧體因損壞過大，無法使用；當氧化鈣添加量超過500ppm或者 添加氧化鉍(或氧化鉬、氧化釩、氧化銦)的量小於50ppm，所獲得的Mn-Zn鐵氧體因晶粒過 小，其在[-60°C ^130°C ]溫區，初始磁導率無法滿足大於5000這個條件；當氧化鉍添加量 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鐵氧體因出現晶粒異常生長，其在[_60°C 130°C ]溫區，初 始磁導率μ i亦無法滿足大於5000這個條件。試驗表明，按照上述基礎方案提供的配方，本發明提供的Mn-Zn鐵氧體在 [-600C 130°C ]溫區，初始磁導率μ i在5000以上。作為優選方案，根據本發明所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料，其中， 上述基礎技術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。 倘若總含量低於200ppm，則磁心晶粒偏小，導致磁導率低下；總含量超過lOOOppm，在燒結 過程中，磁心晶粒會出現異常生在，導致磁心磁性能劣化。作為優選方案，根據本發明所述的寬溫高初始磁導率的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%、其餘為氧化錳；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。實驗研究發現，對基礎技術方案進一步優化，即對主成分的比 例和輔助成分的含量控制的更加嚴格的話，可以進一步優化材料的性能，Mn-Zn鐵氧體在 [-600C 130°C ]溫區，初始磁導率μ i在8000以上。作為優選方案，根據本發明所述的寬溫高初始磁導率的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%、其餘為氧化錳；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。作為更優選的方案，根據本發明所述的寬溫高初始磁導率的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%、其餘為氧化錳；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發現，本發明的技術方案中，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。可以獲得更優良的電磁特性。比如，在較寬的頻率範圍內 磁導率保持不下降的特性；或者提升整個[-60°C ^130°C ]溫區的初始磁導率；或者使得 [-600C ^130°C ]溫度，初始磁導率變化更平緩的特點。如圖2、圖3、圖4及圖5所示，本發明優選方案與基礎方案相比，其材料具備更優 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格的話，可以 進一步優化材料的性能，實施例5的Mn-Zn鐵氧體在[_60°C ^130°C ]溫區，初始磁導率在 8000以上。從圖3可以看出，添加輔助成分氧化鋯，可以優化磁導率的頻率特性，使得材料 具有更廣闊的應用範圍。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率， 使得材料進一步優化。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 導率隨溫度變化更加平緩。本發明還提供上述寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料的製備方法，包括 首先將主成分於球磨機中混合，得到的混合料於750-1050°C預燒0. 5-4個小時，得到
的預燒料中加入輔助成分後進行砂磨處理，接著噴霧造粒，得到的粉料壓製成型後在氮氣 保護下進行二次燒結，得到所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料。可以看出，採用 本發明配方製備錳鋅鐵氧體材料，通過本領域常規的幹法工藝即可實現產品的製備。作為優選方案，根據本發明所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料的製備 方法，其中，所述的二次燒結的工藝參數為燒結溫度為1300-1400°C，燒結時間為2-14個 小時。作為優選方案，根據本發明所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料的製備 方法，其中，所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料在-60°C 130°C條件下，其初 始磁導率為5000以上。更優選的方案是，所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料 在-60°C 130°C條件下，其初始磁導率為8000以上。本發明具有以下優點
發明人從材料配方(主成分及輔助成分)角度出發，通過大量實驗研究及生產批量驗 證，通過原料的合理配比，提供了一種寬廣溫度範圍具備高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材 料。本發明提供的Mn-Zn鐵氧體材料在[-60°C 130°C ]溫區，初始磁導率μ i可達5000 以上。而優選技術方案提供的Mn-Zn鐵氧體材料在[-60°C ^130°C ]溫區，初始磁導率μ i 更是可達8000以上。本發明的Mn-Zn鐵氧體材料即可以滿足電子信息等領域對器件小型 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，大大拓展了錳鋅鐵 氧體的應用範圍。本發明的製備方法採用的是本領域的常規的幹法生產工藝，採用常規設備即可生產，因此，製備方法具有過程簡單、能耗低、原材料適應性強的優點。術語說明本發明出現的μ i都是指初始磁導率。初始磁導率是指在弱外場下，所 測得的磁性材料的磁導率。大多數情況下，軟磁材料所述磁導率均為初始磁導率。本發明 中提到的初始磁導率或磁導率是具備同樣含義的術語。
圖1是本發明材料和兩個常規高磁導率材料的磁導率μ i和溫度T曲線圖； 其中，是常規高磁導率材料，即比較例1的材料；是常規高導寬溫材料，即
比較例2的材料；是本發明高磁導率材料，即實施例1的材料。從圖1可以看出比較例1的常規高磁導率材料注重室溫及室溫以上的磁導率； 比較例2的常規高磁導率寬溫材料，磁導率兼顧到了-20°C和25°C，但居裡溫度不到120°C。 常規材料在低溫區，特別是[-60°C ^-40°C ]溫區，磁導率偏低，造成此時器件無法正常工 作，而本發明實施例1的材料在[_60°C ^130°C ]溫區，磁導率μ i都在5000以上，能夠保 證器件正常工作。 圖2是本發明實施例1與實施例5的磁導率與溫度曲線圖；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格的話，可以進一 步優化材料的性能，實施例5的Mn-Zn鐵氧體在[_60°C ^130°C ]溫區，初始磁導率在8000 以上。圖3是本發明實施例1與實施例6的磁導率與頻率曲線圖；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，可以優化磁導率的頻率特性，使得材料具 有更廣闊的應用範圍。圖4是本發明實施例1與實施例7的磁導率與溫度曲線圖；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率，使得材料進一步 優化。圖5是本發明實施例1與實施例8、實施例9的磁導率與溫度曲線圖；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率隨溫度 變化更加平緩。
具體實施例方式下面結合實施例，更具體地說明本發明的內容。應當理解，本發明的實施並不局 限於下面的實施例，對本發明所做的任何形式上的變通和/或改變都將落入本發明保護範圍。在本發明中，若非特指，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業常用的。 下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。
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， 球磨機中混合，然後在750°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全 自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X 10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮氣保護下1380°C 保溫8個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為1。每組的測試數據取10隻樣品計算平均 值，磁導率μ i檢測結果如表1所示。實施例1產品的磁導率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， 球磨機中混合，然後在950°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全 自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X 10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮氣保護下1320°C 保溫14個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為2。每組的測試數據取10隻樣品計算平均 值，磁導率μ i檢測結果如表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， 球磨機中混合，然後在1000°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全 自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15 X 10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮氣保護下1400°C 保溫4個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為3。每組的測試數據取10隻樣品計算平均 值，磁導率μ i檢測結果如表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， 球磨機中混合，然後在1050°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣 品，100隻分成5組，在氮氣保護下1320°C保溫14個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為 4。每組的測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測結果如表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， 球磨機中混合，然後在850°C預燒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，然後噴霧 造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻分 成5組，在氮氣保護下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 測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測結果如表1所示。實施例5產品的磁導 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，球磨機中混合，然後在900°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵氧 體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮氣 保護下1300°C保溫14個小時，即可得到所要磁心。樣品編號為6。每組的測試數據取10 只樣品計算平均值，磁導率μ i檢測結果如表1所示。實施例6產品的磁導率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， 球磨機中混合，然後在1050°C預燒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，然後噴 霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻 分成5組，在氮氣保護下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 測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測結果如表1所示。實施例7產品的磁導 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， 球磨機中混合，然後在750°C預燒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，然後噴 霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻 分成5組，在氮氣保護下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 測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測結果如表1所示。實施例8產品的磁導 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， 球磨機中混合，然後在850°C預燒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，然後噴 霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻 分成5組，在氮氣保護下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 測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測結果如表1所示。實施例9產品的磁導 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， 球磨機中混合，然後在850°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全 自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X 10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮氣保護下燒結。 樣品編號為10。每組的測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測結果如表1所 示。比較例1產品的磁導率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，球磨機中混合，然後在850°C預燒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，然後噴 霧造粒，得到鐵氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻 分成5組，在氮氣保護下燒結。樣品編號為11。每組的測試數據取10隻樣品計算平均值， 磁導率μ i檢測結果如表1所示。比較例2產品的磁導率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， 球磨機中混合，然後在850°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵 氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮 氣保護下燒結。樣品編號為12。每組 的測試數據取10隻樣品計算平均值，結果如表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， 球磨機中混合，然後在850°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵氧體粉料。用 全自動幹壓機將粉料壓製成H25 X 15 X 10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮氣保護下燒結。 樣品編號為13。每組的測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測結果如表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， 球磨機中混合，然後在850°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵 氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮 氣保護下燒結。樣品編號為14。每組的測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測 結果如表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， 球磨機中混合，然後在850°C預燒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，然後噴霧造粒，得到鐵 氧體粉料。用全自動幹壓機將粉料壓製成H25X 15X10的毛坯樣品，100隻分成5組，在氮 氣保護下燒結。樣品編號為15。每組的測試數據取10隻樣品計算平均值，磁導率μ i檢測 結果如表1所示。
由表1可見，本發明的錳鋅鐵氧體產品具有寬廣溫度範圍(即[-60°C ^130°C ])高初 始磁導率的特性。比較例1-4表明，主成分或輔助成分的比例未落入本發明基礎技術方案範圍內 的，其在[-60°C ^130°C ]溫區初始磁導率達不到本發明的要求；比較例5-6表明，輔助成分 的比例不在優化技術方案範圍內的，其獲得的材料性能也會劣化。上述優選實施例只是用於說明和解釋本發明的內容，並不構成對本發明內容的限 制。儘管發明人已經對本發明做了較為詳細地列舉，但是，本領域的技術人員根據
發明內容
部分和實施例所揭示的內容，能對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或/和補充或採 用類似的方式來替代是顯然的，並能實現本發明的技術效果，因此，此處不再一一贅述。本 發明中出現的術語用於對本發明技術方案的闡述和理解，並不構成對本發明的限制。
權利要求
一種寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料，其特徵在於，所述的鐵氧體材料由主成分和輔助成分製備獲得，其中所述主成份組成為氧化鐵為51-56mol%、氧化鋅為16-26mol%、其餘為氧化錳；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.根據權利要求1所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料，其特徵在於，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.根據權利要求1所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料，其特徵在於，所述 的主成份組成為氧化鐵為52-55mol%、氧化鋅為18-25mol%、其餘為氧化錳；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.根據權利要求1或3所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料，其特徵在於， 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.權利要求1所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料的製備方法，其特徵在於， 所述的製備方法包括首先將主成分於球磨機中混合，得到的混合料於750-1050°C預燒0. 5-4個小時，得到 的預燒料中加入輔助成分後進行砂磨處理，接著噴霧造粒，得到的粉料壓製成型後在氮氣 保護下進行二次燒結，得到所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料。
6.根據權利要求5所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料的製備方法，其特徵 在於，所述的二次燒結的工藝參數為燒結溫度為1300-1400°C，燒結時間為2-14個小時。
7.根據權利要求5所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料的製備方法，其特徵 在於，所述的寬溫高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料在-60°C 13(rC條件下，其初始磁導率 為5000以上。
全文摘要
本發明屬於軟磁鐵氧體領域，具體涉及Mn-Zn鐵氧體材料，提供一種在寬廣溫度範圍高初始磁導率的Mn-Zn鐵氧體材料，其由主成份和輔助成份製備獲得，所述主成份組成為氧化鐵為51-56mol%、氧化鋅為16-26mol%、其餘為氧化錳；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。本發明的Mn-Zn鐵氧體材料按照常規幹法生產工藝製備，具有在-60℃~130℃溫區的初始磁導率μi為5000以上的特點，可以滿足低溫下電子器件對高磁導率磁心的要求。
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 優先權日2010年6月23日
發明者嚴正信, 畢建國, 王朝明, 金鑫 申請人:橫店集團東磁股份有限公司