[发明专利]低温烧结软磁铁氧体材料与镁铜锌铁氧体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温烧结软磁铁氧体材料与一种镁铜锌铁氧体及上述两种材料的制备方法。

背景技术

叠层片式电感/磁珠是近年来发展起来的一种重要的表面组装元件，是新一代表面安装技术不可缺少的片式元件之一，被广泛应用于通信、电脑及其周边产品和家用电器等领域。

制备片式元件的关键技术是磁介质材料与内导体材料(一般为Ag)共烧。这就要求其中的软磁铁氧体具有较低的烧结温度，同时具有高磁导率和高品质因数。目前国内外通用片式电感材料主要集中在低温烧结Ni-Cu-Zn系铁氧体，但是这种材料由于磁致伸缩系数大，因而对应力比较敏感，来自内导体的应力及基片安装时的应力等将导致材料磁性能变差。而Mg-Cu-Zn铁氧体材料具有较低的磁致伸缩系数，良好的磁性能及烧结特性，是一种非常理想的多层片式电感用材料。同时，随着氧化镍价格的不断大幅度上涨(氧化镍占原料成本的70％以上)，以及国内厂家生产的氧化镍性能不够稳定等原因，用镁锌铁氧体来取代镍锌铁氧体是一个具有开阔前景的研究方向，其不仅可以大大降低材料的生产成本，而且能够保证产品性能的稳定性。

中国专利申请号为“200410093230.3”名为《软磁Mg-Zn铁氧体材料及其低温烧结工艺》的发明专利申请中，公开了一种软磁Mg-Zn铁氧体材料及其低温烧结工艺，所述Mg-Zn软磁铁氧体材料，由Fe2O3、MgO、ZnO、Mn₃O₄、CuO组成，各成分及其用量如下：

Fe₂O₃     47.5～48.7wt％

MgO       25.5～30.0wt％

ZnO       18.0～21.4wt％

Mn₃O₄     0.5～1.2wt％

助融剂    3.0～4.2wt％，助融剂为CuO和Bi₂O₃。

辅料      0～5wt％

以上述原料低温烧结形成，该发明降低了烧结温度，使原来从1320℃降低到1220℃。但是还是无法达到银的共烧温度。

目前，国内外关于镁锌铁氧体方面的研究主要是以氧化镁为原料。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种低成本高性能的低温烧结软磁铁氧体材料。

本发明也提供了一种低成本高性能的低温烧结软磁铁氧体材料的制备方法。

本发明还提供了一种用于制备低成本高性能的低温烧结软磁铁氧体材料的镁铜锌铁氧体。

本发明进一步提供了一种用于制备低成本高性能的低温烧结软磁铁氧体材料的镁铜锌铁氧体的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低温烧结软磁铁氧体材料，所述的低温烧结软磁铁氧体材料的主料是镁铜锌铁氧体，所述的低温烧结软磁铁氧体材料的辅料为氧化铋和氧化钴；主料在配方中所占质量百分比为95～99％，辅料在配方中所占质量百分比为1～5％。

本发明相对于现有的软磁Mg-Zn铁氧体材料其烧结温度可以大大降低，达到900℃左右，可以与银共烧。本发明同时无需使用含Ni材料，成本大大降低。

其中，所述镁铜锌铁氧体，各组分可以采用如下摩尔百分比：

Fe₂O₃：                47％～50％；

以MgO计的碱式碳酸镁：  7％～37％；

ZnO：                  4％～31％；

CuO：                        6％～14％。

本发明还提供了上述低成本高性能的低温烧结软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：

1)称取Fe₂O₃、ZnO、CuO和碱式碳酸镁；

2)将步骤1)所得产物与去离子水混合研磨成浆料，将所得浆料于120～150℃下烘干，过200目筛；

3)将步骤2)过筛后所得粉料置于烧结炉中于800～875℃下预烧，保温2～4个小时；

4)将步骤3)所得的预烧产物与氧化铋和氧化钴按配方混合，将混合产物与去离子水研磨成浆料，将所得浆料于120～150℃下烘干，过200目筛；

5)将步骤4)过筛后所得粉料，添加粘合剂PVA并造粒，压制成型；

6)将步骤5)压制成型的产品在860～950℃下烧结4～6h。