[发明专利]抗偏置低温烧结NiCuZn铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子陶瓷材料及其制备技术领域，具体涉及一种具有良好的抗直流偏置特性的低温烧结NiCuZn铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

叠层片式LTCC铁氧体电感器件凭借其体积小、成本低、屏蔽性能优良、可靠性高、易于实现表贴等优异特性，在移动通信、计算机、汽车电子、电视、广播卫星等领域获得广泛应用。近年来，随着电子产品大数据量的传输和处理速度的提高，对片式LTCC电感器件的功率需求也越来越大，因此对该器件的耐电流能力提出了更高的技术要求，以满足小尺寸大功率的要求。特别是在现代电路系统中，越来越多的电子设备如电感器、转换器、磁珠、变压器等需要工作在直流偏置条件下，这些器件的直流偏置叠加特性对电路系统的效率有非常大的影响。同时在一些特殊的实际电路应用中，直流叠加特性会对器件的电磁性能产生很大的负面影响，因此对叠层片式电感的直流偏置特性的研究也显得尤为重要。

为了研发出高性能的抗直流偏置LTCC叠层电感器件，一方面可以从器件的结构设计上着手，而另一更重要的方面则是研发出具有更好抗直流偏置特性的低温烧结铁氧体材料。目前，在LTCC叠层片式电感器件中应用的铁氧体材料基本都是采用低温烧结的NiCuZn铁氧体材料，因此，如何通过优化材料的配方、选择合适的掺杂剂、选择合适的工艺条件及方法来改进低温烧结NiCuZn铁氧体材料的磁电性能及抗直流偏置特性成为了迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以尖晶石NiCuZn铁氧体为主晶相组成的，具有良好抗直流偏置特性的低温烧结铁氧体材料及其制备方法，可实现900℃低温烧结，制备的低温烧结铁氧体材料起始磁导率μ_i为65～70，其H_70％(当铁氧体磁芯上承载直流偏置磁场使得其增量磁导率下降到其起始磁导率的70％时所对应的偏置磁场的大小称为H_70％，是工程应用上衡量铁氧体材料抗直流偏置特性的主要技术指标)可达770～850A/m，相比常规的具有同等起始磁导率的低温烧结NiCuZn铁氧体材料H_70％有30％以上的提升。基于该材料研制的叠层片式电感器件不仅可承受更大的直流偏置磁场的叠加，而且也可用在更大功率的应用场合。

本发明的技术方案如下：

一种抗偏置低温烧结NiCuZn铁氧体材料，其特征在于，该铁氧体材料的主相为尖晶石结构，其分子结构表达式为Ni_0.30-xZn_0.47+xCu_0.18Co_0.05Fe_1.95O₄，其中x的取值范围为0～0.05。在上述NiCuZn铁氧体材料的基础上，同时采用Bi₂O₃、SnO₂、SiO₂和CaCO₃作为掺杂剂，其中Bi₂O₃：0.5～1wt％，SnO₂：0.8～1.2wt％，SiO₂：0.1～0.2wt％，CaCO₃：0.1～0.2wt％。

作为一种优选，添加的掺杂剂Bi₂O₃：0.5wt％，SnO₂：1wt％，SiO₂：0.15wt％，CaCO₃：0.15wt％。

所述抗偏置低温烧结NiCuZn铁氧体材料由分析纯的原料NiO、ZnO、CuO、Co₂O₃、Fe₂O₃按摩尔比NiO：ZnO：CuO：Co₂O₃:Fe₂O₃＝(0.30-x):(0.47+x):0.18:0.025:0.975(x＝0～0.05)的比例配制构成。

一种抗偏置低温烧结NiCuZn铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: