[发明专利]一种不含Ni的兼具双重特性的MnZn铁氧体磁心及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MnZn软磁铁氧体材料及制造方法，特别涉及一种不含Ni的兼具高温高Bs和宽温低损耗双重特性的MnZn软磁铁氧体磁心及制造方法。

背景技术

软磁铁氧体是品种最多、应用最广、用量最大的一种磁性材料，是电子信息产业的重要基础功能材料。在软磁铁氧体生产和使用中占主导地位的是MnZn铁氧体，MnZn铁氧体的产量约占软磁铁氧体总产量的70％，是目前软磁材料中最受关注和最为活跃的领域。近年来，MnZn铁氧体材料的发展由单一性能的纵深提高转向多项指标同时提高的横向拓展。比如功率铁氧体材料，除了进一步降低材料的损耗外，还要求在更宽温度范围内降低损耗，或者更宽频率下降低损耗，或者更高的饱和磁通密度等。

已有多项技术可以横向拓展MnZn铁氧体的性能，但大多仅是少数几种性能的横向拓展。

如CN1287985A公开的方法中，通过添加副成分的氧化钴，使磁性铁氧体材料在20～100℃的温度区域內的功率损耗的最小值在400kW/m³以下，而且在20～100℃的温度区域的功率损耗的最大值与最小值之差在150kW/m³以下。实现了低损耗在宽温范围的横向拓展，但并未实现兼具高Bs的性能。

又如CN1404076A公开的技术方案中，通过大量添加高达3～6mol%的NiO，使磁心在100℃的饱和磁通密度高达450mT以上，但低损耗特性牺牲太多，100kHz、200mT、100℃条件下的损耗高达550～900kW/m³。

再如CN1649039A公开的技术方案中，通过制备特定比表面积的成形用粉末，达到了降低功率损耗的目的，但也仅仅实现了低损耗与高Bs，其常温损耗高达600kW/m³以上，并未实现宽温低损耗的性能。

本发明人的已公开发明专利CN102682946A是目前唯一兼顾了高温高Bs和宽温低损耗双重特性的技术方案，但其中需添加第二辅助成分Ni的氧化物，Ni属于贵金属，价格相当昂贵，铁氧体材料的生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的兼具高温高Bs和宽温低损耗双重特性的MnZn铁氧体磁心材料。

本发明的另一个目的在于提供上述材料的制造方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种MnZn铁氧体磁心，由主料和辅料组成，主料的组成为以Fe₂O₃计53mol％－54mol％的氧化铁、以MnO计39mol％－42mol％的氧化锰、以ZnO计4mol％－7mol％的氧化锌，三者之和计为100 mol%；辅料包括第一辅料、第二辅料和第三辅料，其中，第一辅料为Co的氧化物，其在铁氧体磁心中的含量为1000～4500ppm；第二辅料为添加量为30～300 ppm的SiO₂和添加量为50～900 ppm的CaCO₃；第三辅料选自MoO₃、TiO₂、SnO₂、Nb₂O₅、V₂O₅、Sm₂O₃、ZrO₂，其添加量为0～1500 ppm。

优选的，第一辅料为添加量为1500～4500 ppm的Co₂O₃、1000～4000 ppm的CoO或1000～4500 ppm的Co₃O₄。

上述MnZn铁氧体磁心的制造方法，包括如下步骤：

1)      根据MnZn铁氧体磁心的组成，称取主料，或主料与第一辅料，加水搅拌，研磨混匀，喷雾干燥得到粉料，将所得粉料以200～300℃/h的升温速度升温至800℃～1000℃，保温1～3小时，降温出炉得预烧料；

2)      将预烧料、尚未添加及未完全添加的辅料、水、分散剂、消泡剂混匀，二次研磨至粉料粒径为D50=0.8～1.2μm、D90＜2.5μm，加入有机粘合剂，混匀，喷雾干燥得到60目～200目的颗粒料；

3)      将颗粒料与有机粘合剂的水溶液进行混料，控制颗粒料的含水率为0.2～0.4%，压制成生坯；

4)      将生坯烧结、降温出炉，磨削，得到MnZn铁氧体磁心。