[发明专利]一种NiZnCu铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料，也涉及磁性材料的生产方法，具体而言，涉及NiZnCu铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

近年来，电子设备向小型化、网络化和多媒体方向迅速发展，为铁氧体陶瓷材料开辟了许多新用途。其中，为适应表面组装技术而迅速发展起来的片式元器件之一——多层片式电感器就是采用软磁铁氧体作为磁介质。软磁铁氧体材料按成分可分为NiZn，MnZn，NiZnCu等铁氧体。软磁铁氧体材料具有高磁导率、高电阻率、低损耗和良好的耐磨性。而其中的NiZnCu铁氧体更具有致密度好的优点，可以大大减小器件的尺寸，实现铁氧体器件的小型化，所以得到了广泛的应用。NiZnCu铁氧体材料的性能要求较高，现有技术有很多大大提高了NiZnCu铁氧体材料的性能，但由于工艺控制难度较高，且工业生产的批次间一致性不好，很难实现工业化生产，所以只能在实验室制作，生产量很小，无法满足现在市场对NiZnCu铁氧体材料的需求。

涉及铁氧体材料及其生产方法的专利有00103757.9号“软磁性铁氧体粉末的制造方法和层压芯片电感器的制造方法”、00130004.0号“一种高性能低烧中高频叠层片式电感材料及其制备方法”、200610052525.5号“镍锌铁氧体低温高密度方法及其制品”、200610154920.4号“一种软磁性铁氧体成型用颗粒料的混料方法”、200610155360.4“一种高磁导率低温共烧NiZnCu铁氧体的制备方法”等。这些技术方案存在以下问题：

(1)有些技术方案在配方中添加多种辅料来提高磁性能，造成配方的复杂和工艺条件的苛刻，难以实现工业化生产；

(2)某些方案引入多种辅料，工业生产中配料称量难以控制，会造成每个批次材料的明显差异；

(3)由于引入多种辅料，工业生产中粉料原材料混合不易均匀，导致粉料的各项性能不稳定，影响铁氧体粉料用户制作器件的稳定性和可靠性。

(4)对于NiZnCu铁氧体来说，粉料粒度分布越小性能更好，故使用溶胶凝胶法制备高性能的NiZnCu铁氧体，目的是制得纳米级铁氧体生粉用于预烧；而溶胶凝胶法成本高、工艺控制较复杂，不易于工业化大生产。

(5)如采用球磨，只有增加球磨时间磨细粉料，这就会增加电耗、增加成本。球磨介质还可能带入杂质，从而使得粉料的性能反而变差。

(6)有的方案预烧温度较高，且温度范围都不宽，预烧温度保温时间也较长，不利于提高产量和降低成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种NiZnCu铁氧体材料，其配方简单、球磨工艺易控制，成本低，稳定性高。

本发明的又一目的是提供上述NiZnCu铁氧体材料的制备方法。

发明人提供的NiZnCu铁氧体材料，是在以Fe₂O₃、NiO或Ni₂O₃、CuO、ZnO为基础原料的配方中加入有机物添加剂和无机氧化物添加剂所制成的铁氧体材料，其中，有机物添加剂是有硅烷偶联剂、柠檬酸盐、腐殖酸盐、单宁酸盐、硬脂酸盐、油酸盐、松香酸皂、磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基萘磺酸盐的一种或两种以上；无机氧化物添加剂是CoO或Co₂O₃、MnO₂、Al₂O₃、SiO₂、CaO、ZrO₂中的一种或两种以上。

上述材料中，加入有机物添加剂总量的质量分数为0.1％～5％；加入无机氧化物添加剂的质量分数小于5％。

本发明提供的NiZnCu铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：

①将初始原料Fe₂O₃，NiO，Ni₂O₃，CuO，ZnO按化学计量比转换成质量分数后称量，再加入配方中相应质量分数有机物添加剂的10～90％和对应质量分数的无机氧化物，加入去离子水球磨、混合均匀；将此混合浆料置于烘箱中烘干，烘干后过筛；

②将第一步所得的粉料在焙烧炉中预烧；

③将第二步所得的焙烧粉料按配方中质量分数的比例加入剩余的10～90％有机物添加剂，再次加入去离子水球磨，混合均匀；将此混合浆料置于烘箱中烘干，烘干后过筛，即制成本发明的NiZnCu铁氧体材料。