寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法

2023-09-17 04:46:30

寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法
【專利摘要】一種寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，包含下列步驟：（A）將一主原料進行煅燒；（B）將一副原料加入該主原料成為一混合料；（C）將該混合料進行研磨且添加1wt%的黏結劑形成顆粒；（D）利用模具將顆粒成型為生胚；（E）將該生胚燒結成磁蕊。利用主原料、副原料與黏結劑的成分配比，經煅燒、混合、研磨、造粒、成型等過程後燒結成磁蕊，使該磁蕊於-40℃~100℃之導磁率介於3200~4800之間、且-20℃~25℃之導磁率溫度係數的絕對值小於7.0×10-7、而25℃~60℃導磁率溫度係數的絕對值小於0.45×10-7、-40℃~100℃之磁滯係數小於0.75×10-6，以及25℃之磁滯係數小於0.6×10-6。
【專利說明】寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關於一種磁蕊的製造方法，特別是指一種寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法。
【背景技術】
[0002]非對稱數字式用戶線路(AsymmetricDigital Subscriber Line, ADSL)是現有信息傳輸主流，其中，傳輸用的寬帶變壓器更是ADSL的必要配備，因此，連帶使得用以寬帶傳輸的磁蕊需求量大增。
[0003]然而，由於ADSL的使用區域遍布全球，因此，用以寬帶傳輸之磁蕊不僅在常溫(250C )下要能夠達成其導磁率(Permeability, μ)的要求,甚至在_40°C ~100°C的環境溫度下，其導磁率也要能儘量維持一定，使導磁率隨溫度的變化率(亦即導磁率溫度係數)愈小愈能穩定控制磁路。再者，隨著ADSL的傳輸距離愈來愈長，因此，必需減少用以寬帶傳輸之磁蕊的磁滯係數(ΠΒ)，才能達成傳輸時分離度高、不失真及穩定性佳之要求。
[0004]參閱圖1、2，現有低磁滯係數錳鋅軟磁磁粉在25°C ~100°C之間的導磁率介於3100^3600之間，相對磁滯係數是介於0.29X10^0.32 X 10_6之間，但是，現有低磁滯係數錳鋅軟磁磁粉是_40°C時的導磁率偏低僅有1907，而且在-40°C~10°C之間的磁滯係數竟高達 0.44X10^1.16Χ10-6 之間。
[0005]同時現有低磁滯係數錳鋅軟磁磁粉在-20°C~25 °C之間的導磁率溫度係數(a _20V ~25V)的絕對值高達3 X IO-6,也容易造成訊號傳輸失真，因此，現有低磁滯係數錳鋅軟磁磁粉並不適用寒帶地區。
[0006]為改善上述現有低磁滯係數錳鋅軟磁磁粉的缺點，相關業者研發出如中華人民共和國公開第CN101894650A號「一種寬溫高磁導率低失真軟磁鐵氧體」發明專利申請案，其主成分的摩爾百分比以氧化物計算為:52.7飛3.5mol%的氧化鐵(Fe2O3) ,22.5~24mol%的氧化鋅(ZnO)，其餘的氧化錳(MnO);副成分的重量百分比以氧化物計算為:0.08、.2wt%的氧化錫(SnO2)、0.04~0.06wt% 的氧化鈣(CaO)，以及 0.04~0.06wt% 氧化釩(V2O5)。
[0007]該寬溫高磁導率低失真軟磁鐵氧體於ΙΟΚΗζ、-55 V~85 V的導磁率(Wiokhz,-55-c~85-c)大於 5000,常溫磁滯係數(n B25r )小於 0.3 X I0-6/πιΤ。
[0008]由上述可知，利用材料成分配比的改變，可開發出適用於寬溫度範圍之高導磁率低磁滯係數的磁蕊，確實為相關業者努力的目標。

【發明內容】

[0009]因此，本發明之目的，即在提供一種寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法。
[0010]於是，本發明寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，包含下列步驟:(A)將一主原料進行煅燒，該主原料含有總合為100 mol%的氧化鐵、氧化錳與氧化鋅，其中，氧化鐵為52.35mol%~52.55 mol%，而氧化錳與氧化鋅之摩爾百分比之比值介於1.35~1.38之間；(B)將一副原料加入該主原料成為一混合料，其中，該副原料含有佔該混合料0.04wt%的氧化鈣，與佔該混合料0.02 wt%的氧化鋯；(C)將該混合料進行研磨且添加黏結劑形成顆粒；
(D)利用模具將顆粒成型為生胚；(E)將該生胚燒結成磁蕊。
[0011]本發明的有益效果在於:利用主原料、副原料與黏結劑的成分配比，經煅燒、混合、研磨、造粒、成型…等過程後燒結成磁蕊，使該磁蕊於-40°c~100°C之導磁率介於3200^4800之間，且-20°C~25°C之導磁率溫度係數的絕對值小於7.0 X 10'而25°C "60°C導磁率溫度係數的絕對值小於0.45X 10_7，-400C~100°C之磁滯係數小於0.75X 10_6，以及25°C之磁滯係數小於0.6X 10 6O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是一關係圖，說明現有低磁滯係數錳鋅軟磁磁粉之導磁率與溫度的關係；
圖2是另一關係圖，說明現有低磁滯係數錳鋅軟磁磁粉之磁滯係數與溫度的關係 '及 圖3是一流程圖，說明本發明寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法之較佳實施例； 主要組件符號說明:
21將一主原料進行煅燒；
22將一副原料加入該主原料成為一混合料；
23將該混合料進行研磨造粒；
24將顆粒成型為生胚；
25將該生胚燒結成磁 蕊。
【具體實施方式】
[0013]有關本發明之前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
[0014]參閱圖3，本發明寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法之較佳實施例，首先，如步驟21所示，將一主原料經900°C煅燒，該主原料含有總合為100 mol%的氧化鐵(Fe2O3)、氧化猛(MnO)與氧化鋅(ZnO),其中，氧化鐵為52.35mol°/T52.55mol%,而氧化猛與氧化鋅之摩爾百分比之比值介於1.35^1.38之間。
[0015]接下來，如步驟22所示，將一副原料加入該主原料成為一混合料，其中，該副原料含有佔該混合料0.04wt%的氧化鈣(CaO)、佔該混合料0.02 wt%的氧化鋯(ZrO2)、佔該混合料0.02wt%至0.08 wt%的氧化鈦(TiO2),與佔該混合料0.02 wt%至0.05 wt%的氧化鈷(CoO)。
[0016]其中，添加氧化鈣與氧化鋯能增加晶界電阻，而添加氧化鈦與氧化鈷則是用以改善低溫的導磁率與磁滯係數。
[0017]然後,如步驟23所示,將該混合料進行溼式研磨且添加lwt%聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol)作為黏結劑，並經手工過篩形成粒徑介於80 μ πm~240 μ m之間的顆粒。
[0018]接著，如步驟24所示，利用模具將顆粒成型為生胚。最後，如步驟25所示，將該生胚燒結成磁蕊，其中，燒結時的氧含量是依據平衡氧分壓理論:AP=log(P02)+14540/(T+273)調整，其中，AP為氣氛參數、PO2代表平衡氧分壓，T代表操作溫度，其中，高導磁率錳鋅軟磁的AP為8.0，而平衡氧分壓在加熱至900°C後由21%降至4%~8%。[0019]於本實施例中，是先以每小時100°C的加熱速率將生胚加熱至500°C，接下來改以每小時200°C的加熱速率將生胚由500°C加熱至900°C，再以每小時250°C的加熱速率將生胚由900°C加熱至1350°C，然後持溫2至4小時候，之後以每小時200°C的冷卻速率將生胚冷卻至1100°C，最後是以每小時240°C的冷卻速率將已冷卻至1100°C的生胚冷卻至室溫(25 0C )。
[0020]為驗證本發明之功效，發明人分別以表一中實施例1、實施例2與實施例3之成分配比與平衡氧分壓，配合圖3中的製造方法對應製成三種磁蕊，並利用導磁率量測設備Agilent-4284A(LCR meter)於IOOKHz下對所述磁蕊進行檢測,其結果如表二所示。
[0021]其中，表二中的比較例即為現有低磁滯係數錳鋅軟磁磁粉的量測結果，而實施例1、實施例2與實施例3則代表是對應表一中之實施例1、實施例2與實施例3之成分配比與平衡氧分壓所製成的磁蕊、_40°C~100°C的導磁率、Pi25r是25°C的導磁率、a -2(rC~25r是_20°C~25°C的導磁率溫度係數、a 25r~6trc是25°C~60°C的導磁率溫度係數、rIBmcicrc是-40°C~100°C的磁滯係數,而ηB2jrc是常溫磁滯係數。
[0022]表一成分配比與平衡氧分壓
【權利要求】
1.一種寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，包含: (A)將一主原料進行煅燒，該主原料含有總合為100mol%的氧化鐵、氧化錳與氧化鋅，其中，氧化鐵為52.35mol°/T52.55 mol%,而氧化猛與氧化鋅之摩爾百分比之比值介於1.35~1.38之間； (B)將一副原料加入該主原料成為一混合料，其中，該副原料含有佔該混合料0.04wt%的氧化鈣，與佔該混合料0.02 wt%的氧化鋯； (C)將該混合料進行研磨且添加lwt%黏結劑形成顆粒； (D)利用模具將顆粒成型為生胚'及 (E)將該生胚燒結成磁蕊。
2.權利要求1的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(E)是將生胚加熱至1350°C，持溫2至4小時後再冷卻至室溫。
3.權利要求2的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(E)是先以每小時100°C的加熱速率將生胚加熱至500°C，接下來改以每小時200°C的加熱速率將生胚由500°C加熱至900°C，再以每小時250°C的加熱速率將生胚由900°C加熱至1350°C，且持溫2至4小時。
4.權利要求3的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(E)是以每小時200°C的冷卻速率將生胚冷卻至1100°C，最後是以每小時240°C的冷卻速率將已卻至1100°C的生胚冷卻至室溫。
5.權利要求1至4中任一項的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(E)中的氧含量是依據平衡氧分壓理論:AP=log(PO2)+14540/(T+273)調整，其中，AP為氣氛參數、PO2代表平衡氧分壓，T代表操作溫度。
6.權利要求6的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(E)在加熱至900°C後平衡氧分壓由21%降至4%~8%。
7.權利要求1的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(B)副原料還含有佔該混合料0.02wt%至0.08 wt%的氧化鈦，與佔該混合料0.02 wt%至0.05 wt%的氧化鈷。
8.權利要求1的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(C)中是採取溼式研磨，並添加lwt%的聚乙烯醇作為黏結劑。
9.權利要求1的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(C)中的顆粒粒徑介於80 μ π 240 μ m之間。
10.權利要求1的寬溫型且低磁滯係數之磁蕊的製造方法，其中，該步驟(A)中該主原料是於90(TC進行煅燒。
【文檔編號】B22F3/12GK103489615SQ201210197488
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月15日 優先權日:2012年6月15日
【發明者】洪永熊, 黃儀, 宋松榮 申請人:中國鋼鐵股份有限公司