[发明专利]具有高频低温度系数低损耗MnZn软磁铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高频低温度系数低损耗MnZn软磁铁氧体材料及其制备方法，属于磁性材料技术领域。

背景技术

软磁铁氧体作为一种重要的元器件材料，主要制成磁心用于各种电感器、变压器、滤波器和扼流圈的制造，广泛应用在现代电力及电子信息等领域，如电脑及其外部设备、办公自动化设备、数字通信和模拟通信设备、互联网、家用电器、电磁兼容设备、绿色照明装置、工业自动化和汽车、航空、航天及军事领域。相对于其他软磁材料，软磁铁氧体的优势在于电阻率相对较高，这抑制了涡流的产生，使铁氧体能应用于高频领域；采用陶瓷工艺易于制成各种不同的形状和尺寸；化学特性稳定、不生锈；较低的制造成本。

随着工业与科学技术的不断进步，保证优异磁性能的同时，电子元器件在更加趋于高频化，小型化，要求更低的工作损耗，更宽的使用温度范围。因此，通过不同的技术来开发高频低损耗的软磁铁氧体磁芯具有重要的实际意义。现有的MnZn软磁铁氧体材料工作频率一般在1MHz以下，如中国专利(CN104446409A)中所制备的MnZn铁氧体只适合于工作在0.1～1MHz的频率下，中国专利(CN103833344A)中所制备的锰锌功率铁氧体可在2MHz及以下工作频率下使用，少数MnZn铁氧体材料工作频率可以达到3MHz，但是其磁导率，工作温度范围以及功率损耗等性能相对较差。因此，通过不同的技术来开发应用在1～5MH的高频低温度系数低损耗的软磁铁氧体磁芯具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在1～5MHz工作条件下使用的高频低温度系数低损耗MnZn软磁铁氧体材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的方案如下：

具有高频低温度系数低损耗MnZn软磁铁氧体材料的制备方法包括如下步骤:

(1)一次配料

称取主成分，主成分组成如下：Fe₂O₃：68wt％～72wt％、ZnO：5wt％～9wt％、MnO：余量；

(2)一次球磨

将主成分均匀混合，将所称取的主成分放入球磨机，球磨3～10h，得到一次球磨粉料；

(3)一次烧结

将第一次球磨所得的粉料在空气气氛下以200～300℃/h的速度升温到800～1000℃，保温1～3h，随炉冷却得到一次烧结粉料；

(4)二次配料

在一次烧结粉料中添加下述三类副成分，其中，第一类副成分包括SiO₂、CaO、CaCO₃、Li₂O、Al₂O₃中的一种或多种，第二类副成分包括V₂O₅、CuO、TiO₂、Bi₂O₃、WO₃、Nb₂O₅、MoO₃中的一种或多种，第三类副成分包括SnO₂、CoO、Co₃O₄、Co₂O₃，ZrO₂、In₂O₃、Ta₂O₅中的一种或多种，三类副成分的添加总量不超过一次烧结粉料的3wt％；

(5)二次球磨

将二次配料后得到的粉料均匀混合后放入球磨机，球磨3～10h，得到二次球磨粉料；

(6)造粒

根据二次球磨后的粉料总重量，加入聚乙烯醇水溶液，其中聚乙烯醇的加入量为粉料总质量的3wt％～10wt％，先预压之后研磨过筛成颗粒；

(7)压制成型

向造粒所得的颗粒料中添加聚乙烯醇水溶液，其中聚乙烯醇的加入量为颗粒料总质量的3wt％～10wt％，压制成型为生坯产品，生坯密度要达到2.6～3.6g/cm³；

(8)二次烧结

烧结温度为1200～1400℃，保温2～14h，烧结过程中通过添加氮气使平衡氧分压控制在4％以下，冷却出炉得到MnZn软磁铁氧体材料。

优选的，：按主成分总重量计，三类副成分中各成分被选择作为添加成分时，各自的添加量如下：