一種具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料的製作方法

2023-05-30 02:34:06

一種具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種Mn-Zn鐵氧體材料，具體是涉及一種具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料，由主成分和添加劑組成，所述主成分的配方為65～70wt%Fe2O3、13～16wt%ZnO、餘量為Mn3O4；添加劑的配方為0.06～0.08wt%Mo2O3、0.02～0.03wt%Bi2O3、0.025～0.075wt%CaCO3、0.001～0.005wt%SiO2和0.005～0.01wt%Nb2O5，其中添加劑的各組成的重量百分比是相對主成份的總重量計算而得。所述Mn-Zn鐵氧體材料具有高磁導率、寬頻特性的雙重特性，主要用於電子電路寬帶變壓器。
【專利說明】一種具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種Mn-Zn鐵氧體材料，具體是涉及一種具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料。
【背景技術】
[0002]軟磁鐵氧體材料是國民經濟中一種非常重要的基礎功能材料，廣泛應用於各類電子產品中，例如:通信設備，家用電器，計算機，汽車等。近年來，電子產品向輕、薄、短、小的方向發展，這對軟磁鐵氧體材料的性能提出了更高的要求，其中高磁導率錳鋅材料是隨著市場發展變化最快，市場前景最好的材料之一。高磁導率錳鋅鐵氧體材料主要用於電子電路寬帶變壓器，綜合業務數字網(ISDN)、區域網(LAN)、寬域網(WAN)、背景照明等領域的脈衝變壓器，抗電磁波濾波器等領域。這些領域的磁芯基本上是在弱場下工作，這時材料的高磁導率就會顯示出獨特的優越性。首先，材料的磁導率較高時，較少的線圈匝數就可以獲得需求的電感量，進而有效地降低線圈的直流電阻及由其引起的損耗；其次，使用磁導率高的材料能明顯減小變壓器的體積，有利於器件和系統的小型化、輕量化。這些特點順應了電子產品的發展趨勢，目前其產量已佔全部軟磁鐵氧體總產量的25%以上。隨著通信、計算機、網絡等電子信息產業的高速發展，其市場需求以年均20%以上的速度高速增長。因此，國內外相關企業對高磁導率Mn-Zn鐵氧體的研究都非常重視。
[0003]由於應用市場要求Mn-Zn鐵氧體材料不僅要具有高的初始磁導率，同時必須具有良好的溫度特性、頻率特性、低的損耗、高的阻抗和良好的疊加性能等，因此，高磁導率領域的研究已經從簡單的追求高磁導率方面轉移到提高綜合性能上來，要求在提高磁導率的同時，還要兼顧其他性能參數，使材料性能達到一個很好的平衡，即具有以下綜合性能:更高的飽和磁通密度Bs、更好的直流偏置特性DC-Bias、更低的損耗、更低的總諧波失真係數(THD)、更寬的使用頻率和更廣的溫度範圍。而具有寬頻特性是解決更寬的使用頻率要求的關鍵，但要使Mn-Zn鐵氧體材料在具有高磁導率的同時具有寬頻特性，則是有待本領域科技人員需要解決的難題。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料，為電子產品向小型化、輕量化方向發展奠定基礎。
[0005]本發明的目的可以通過以下技術方案實現:
[0006]一種具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料，由主成分和添加劑組成,其特徵在於:
[0007]所述主成分的配方為65~70wt%Fe203、13~16wt%Zn0、餘量為Mn3O4 ；
[0008]所述添加劑 的配方為0.06 ~0.08wt%Mo203、0.02 ~0.03wt%Bi203>0.025 ~
0.075wt%CaC03、0.001 ~0.005wt%Si02 和 0.005 ~0.01wt%Nb205，其中所述添加劑的各組成
的重量百分比是相對主成份的總重量計算而得。[0009]所述添加劑的總加入量佔主成份總重的重量百分比為0.13~0.19%。
[0010]製備時，先將主成分和添加劑按照配方稱量，然後依次經過混合、預燒、初粉碎、加入添加劑後砂磨、噴霧造粒、幹壓成型、燒結七個步驟即可。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
[0012]1、所述Mn-Zn鐵氧體材料兼具高磁導率和寬頻特性，即:在25°C、10KHz、0.8mA條件下的初始磁導率μ I達到8000-12000，並且可保持到200kHz以上；居裡溫度Tc達到120-130 0C ;25°C、10KHz、0.8mA 條件下的比損耗係數 tg δ / μ i 達到 1.2X 10-6 ;在 25 °C、100KHz、0.8mA條件下的比損耗係數tg δ / μ i不大於1.3 X 10-6。本發明的這種Mn-Zn鐵氧體材料具有雙重特性，可用於電子電路寬帶變壓器。
[0013]2、所述Mn-Zn鐵氧體材料所具有的高磁導率和寬頻特性雙重特性，可用於電子電路寬帶變壓器，有利於電子產品向小型化、輕量化方向發展。
[0014]3、所述Mn-Zn鐵氧體材料的製備工藝簡單，操作方便。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例對本發明作進一步詳細、完整的說明:
[0016]實施例1
[0017]1、按配方稱重
[0018]所述主成分的配方為65.6wt%Fe203、14wt%Zn0、20.4wt%Mn304 ;所述添加劑的配方為 0.075wt%Mo203、0.025wt%`主成份的總重量計算而得。
[0019]2、製備工藝
[0020]將稱量好的主成分混合25分鐘；820°C條件下保溫預燒2小時；初粉碎25分鐘；砂磨30分鐘，在砂磨的同時加入添加劑一起細粉碎；然後造粒，幹壓成型，樣品的壓制尺寸為Φ 29X10X5.5 (外徑X高X壁厚)的樣環；最後在1395±5°C條件下燒結，保溫5小時，控制氧氣含量在9%左右最佳，降溫至室溫即可。其中，燒結時的升溫速率為150-200°C /小時，降溫速率為150-200°C /小時。
[0021]3、檢測結果
[0022]將本實施例中製得的樣品進行檢測，檢測結果如下:
[0023]250C、IOKHz、0.8mA條件下的初始磁導率μ i達到10946，並且在200kHz時μ i仍保持到 10446 ；
[0024]居裡溫度Tc達到130°C ；
[0025]25°C、10KHz、0.8mA 條件下的比損耗係數 tgS / μ i 達到 1.2X1(T6 ;25°C、ΙΟΟΚΗζ、
0.8mA條件下的比損耗係數tg δ / μ i只有1.2 X 10_6。
[0026]實施例2
[0027]1、按配方稱重
[0028]所述主成分的配方為70.9wt%Fe203>6.7wt%Zn0、22.4wt%Mn304 ；
[0029]所述添加劑的配方為0.08wt%Mo203、0.025wt%Bi203、0.07wt%CaC03、0.00375wt%Si02和0.01wt%Nb205，其中所述添加劑的各組成的重量百分比是相對主成份的總重量計算而得。
[0030]2、製備工藝[0031]將稱量好的主成分混合25分鐘；820°C條件下保溫預燒2小時；初粉碎25分鐘；砂磨30分鐘，在砂磨的同時加入添加劑一起細粉碎；然後造粒，幹壓成型，樣品的壓制尺寸為Φ 29X10X5.5 (外徑X高X壁厚)的樣環；最後在1395±5°C條件下燒結，保溫5小時，控制氧氣含量在9%左右最佳，降溫至室溫即可。其中，燒結時的升溫速率為150-200°C /小時，降溫速率為150-200°C /小時。
[0032]3、檢測結果
[0033]將本實施例中製得的樣品進行檢測，檢測結果如下:
[0034]250C UOKHz,0.8mA條件下的初始磁導率μ i達到11402，並且在200kHz時μ i仍保持到 10750 ； [0035]居裡溫度Tc達到130°C ；
[0036]25°C、10KHz、0.8mA 條件下的比損耗係數 tgS / μ i 達到 1.2X1(T6 ;25°C、ΙΟΟΚΗζ、
0.8mA條件下的比損耗係數tg δ / μ i只有1.2 X 10_6。
[0037]實施例3
[0038]1、按配方稱重
[0039]所述主成分的配方為65.7wt%Fe203、14.4wt%ZnO、19.9wt%Mn304 ；
[0040]所述添加劑的配方為0.08wt%Mo203、0.025wt%Bi203、0.07wt%CaC03、0.0025wt%Si02和0.01wt%Nb205，其中所述添加劑的各組成的重量百分比是相對主成份的總重量計算而得。
[0041]2、製備工藝
[0042]將稱量好的主成分混合25分鐘；820°C條件下保溫預燒2小時；初粉碎25分鐘；砂磨30分鐘，在砂磨的同時加入添加劑一起細粉碎；然後造粒，幹壓成型，樣品的壓制尺寸為Φ 29X10X5.5 (外徑X高X壁厚)的樣環；最後在1395±5°C條件下燒結，保溫5小時，控制氧氣含量在9%左右最佳，降溫至室溫即可。其中，燒結時的升溫速率為150-200°C /小時，降溫速率為150-200°C /小時。
[0043]3、檢測結果
[0044]將本實施例中製得的樣品進行檢測，檢測結果如下:
[0045]25°C、10KHz、0.8mA條件下的初始磁導率μ i達到10106，並且在200kHz時μ i仍保持到 9929 ；
[0046]居裡溫度Tc達到130°C ；
[0047]25°C、10KHz、0.8mA 條件下的比損耗係數 tgS / μ i 達到 1.2X1(T6 ;25°C、ΙΟΟΚΗζ、
0.8mA條件下的比損耗係數tg δ / μ i只有1.0X 10_6。
[0048]以上所述為本發明的較佳實施例而已，但本發明不應該局限於該實施例所公開的內容。所以凡是不脫離本發明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發明保護的範圍。
【權利要求】
1.一種具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料，由主成分和添加劑組成,其特徵在於: 所述主成分的配方為65~70wt%Fe203、13~16wt%ZnO、餘量為Mn3O4 ； 所述添加劑的配方為 0.06 ~0.08wt%Mo203>0.02 ~0.03wt%Bi203>0.025 ~0.075wt%CaC03、0.001 ~0.005wt%Si02 和 0.005 ~0.01wt%Nb205，其中所述添加劑的各組成的重量百分比是相對主成份的總重量計算而得。
2.根據權利要求1所述的具有高磁導率、寬頻特性的Mn-Zn鐵氧體材料，其特徵在於，所述添加劑的總加入量佔主成份總重的`重量百分比為0.13~0.19%。
【文檔編號】C04B35/622GK103739280SQ201310705005
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】彭春蘭, 劉國平, 沈琪平, 許澧鳴 申請人:上海寶鋼磁業有限公司