[发明专利]一种镍锌软磁铁氧体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于软磁材料技术领域，具体涉及一种镍锌软磁铁氧体。

背景技术

目前，手机等便携式信息终端向着小型化、紧凑型发展，金属元件高密度安装在小壳体内。因此，设置在便携式信息终端壳体内的非接触式IC标签用天线模块受到金属元件的影响，通讯性能较差，导致壳体内设置的天线模块比壳体外设置的天线模块通讯距离短。产生这种现象的原因是壳体内的金属部件在高频电磁场的作用下产生涡流效应，影响天线模块的通讯。

为了提高天线模块的通讯距离，需要在天线模块和金属部件之间增加磁芯部件，高导磁率的磁粉被用作磁芯部件的材料。其中由铁硅铝磁性合金制成的磁粉与有机物混合得到的磁片应用较广，同时铁氧体粉末的烧结物质也被用作磁芯材料，其磁导率比铁硅铝磁性合金更大。铁氧体材料由于其配方的不同磁性能差异很大，采用现有软磁铁氧体成分配方制备的磁片，虽然磁导率较大，但为了达到通讯距离的要求，磁片厚度一般偏厚，大于0.5mm，无法实现在磁片厚度较薄的情况下具有较高的磁导率，不能应对便携式信息终端小型化的趋势。

发明内容

为了解决现有技术中铁氧体磁片无法实现在厚度较薄的情况下具有较高的磁导率的问题，本发明提供了一种镍锌软磁铁氧体。

本发明的镍锌软磁铁氧体包括主成分和辅助成分，所述主成分包括Fe₂O₃、NiO、ZnO和CuO，辅助成分包括Al₂O₃、V₂O₅和CaO；所述主成分中Fe₂O₃的含量为51～52mol%，NiO的含量为14.5～16mol%，ZnO的含量为15～18mol%，CuO的含量为14～18mol%。

本发明的镍锌软磁铁氧体具有较高的Fe₂O₃含量，烧结过程中产生的Fe²⁺离子借助其正的磁晶各向异性常数补偿铁氧体的磁晶各向异性常数，达到提高磁导率的目的；而Fe²⁺的增加又会提高磁片电阻，导致磁损耗增加，本发明同时增加了CuO的含量，可以有效降低磁片电阻，从而降低磁损耗。而由于CuO含量的增加使烧结后晶粒异常长大，影响铁氧体的磁性能及机械性能，本发明添加了微量的Al₂O₃，有效地抑制了晶粒的长大。本发明还降低了ZnO的含量，有利于提高铁氧体的居里温度，提升产品性能。本发明还对NiO的含量进行了优化，具有较好的磁性能。辅助成分V₂O₅和CaO可以进入晶界，大大提高了铁氧体材料的晶界电阻率，有利于提高材料的品质因数。采用本发明的铁氧体材料配方经过流延成型工艺可以制成厚度小于0.2mm的磁片同时可以使天线模块具有良好的通讯距离，例如本发明的一个实施例，烧结后成品厚度为0.10±0.01mm的磁片，其通讯距离可达到67mm。

优选情况下，所述辅助成分中Al₂O₃的含量为0.1～1mol%、V₂O₅的含量为0.1～1mol%、CaO的含量为0.1～1mol%。所述辅助成分的含量不能太多，否则烧结后在磁片内形成气孔，影响磁片的磁性能和机械性能。

优选情况下，所述辅助成分还包括MnO₂和Bi₂O₃，其中MnO₂的含量为0.1～1mol%、Bi₂O₃的含量为0.1～1mol%。MnO₂和Bi₂O₃在较低烧结温度下形成液相，提高磁片的致密度和机械强度，同时具有提高初始磁导率的作用。

优选情况下，所述辅助成分的总量为0.1～1mol%。辅助成分的含量必须控制在一定范围内，添加过多会影响磁片的机械强度和磁性能。

本发明还提供了一种镍锌软磁铁氧体的制备方法，包括以下步骤：

S1：按各金属氧化物的组分含量称取原料，进行湿法球磨；

S2：将湿法球磨后得到的粉末烘干；

S3：将经步骤S2烘干后的粉末预烧结；

S4：将经步骤S3预烧结的原料进行二次球磨，得到具有一定粒径的粉末材料；

S5：将步骤S4制得的粉末材料与有机体系混合后流延成型，制得铁氧体坯片；