[发明专利]锰锌功率铁氧体材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锰锌功率铁氧体材料及其制备方法，该铁氧体材料的主成分包括73‑74wt％氧化铁、3‑4wt％氧化锌和余量氧化锰，副成分包括500‑1000ppm碳酸钙、200‑500ppm二氧化硅、2000‑5000ppm四氧化三钴、100‑200ppm氧化锆、200‑600ppm五氧化二铌、100‑200ppm氧化锆、200‑1000ppm二氧化钛和1000‑2000ppm钛酸铜钙；本发明通过钛酸铜钙等微量添加剂降低锰锌功率铁氧体材料的高频损耗，在保持磁导率和饱和磁感应强度性能不恶化的同时大幅度降低锰锌铁氧体材料的功率损耗，并且具有高的饱和磁感应强度。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，具体涉及一种适用于5MHz的锰锌功率铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

锰锌铁氧体是一种重要的软磁材料，主要用于制造各种磁性元器件，如变压器磁芯、电感等。锰锌铁氧体比镍铁氧体具有更高的初始磁导率，比铁基非晶合金、钴基非晶合金，Fe-Si-Al，Fe-Si-Cr金属磁粉芯的损耗更低。随着电力电子技术的发展，磁性元器件小型化、集成化和轻薄化的应用趋势要求锰锌铁氧体材料能够适应更高的使用频率。国内外企业通过改善工艺和配方开发出了使用频率高达500-3MHz的锰锌功率铁氧体。例如，TDK的N49，FDK的7H10、7H20可应用于500-1MHz，Ferroxcube应用于1-3MHz的3F4、3F46、3F5等。但是锰锌铁氧体在MHz频段研究较少，通过微观组织、化学组成、制备工艺的调整，其电磁性能仍有进一步提高的可能。

国内外专利方面，专利US20170352455A1和US20190096554A1中分别公布了适用于500-2MHz的锰锌铁氧体材料，专利CN10755984A和CN107129292A中分别公布了适用于3MHz的锰锌铁氧体材料。专利CN108911733A和CN108863338A中分别公布了适用于5MHz的锰锌铁氧体材料，但都使用了稀有金属铟、镓或有毒金属镉。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种锰锌功率铁氧体材料。

本发明的第二个目的是提供上述锰锌功率铁氧体材料的制备方法。

为达到上述首要目的，本发明的解决方案是：

一种锰锌功率铁氧体材料，其包括主成分和副成分；

主成分包括如下组分：

氧化铁(Fe₂O₃) 73-74wt％，

氧化锌(ZnO) 3-4wt％，

氧化锰(MnO) 余量；

副成分以主成分的总质量为100wt％计，包括如下含量的组分：

为达到上述第二个目的，本发明的解决方案是：

一种上述的锰锌功率铁氧体材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、将主成分放入球磨机中进行球磨混合，一次球磨30-60min，得到混合粉料；

(2)、将混合粉料置于马沸炉中保温，并预烧，得到预烧粉料；

(3)、将预烧粉料粉碎后进行二次球磨，并放入研磨机中，同时加入副成分和纯水进行砂磨，粒径控制在1-2μm；

(4)、将步骤(3)的砂磨后的料浆烘干，并加入聚乙烯醇造粒，烘干后压制成型，得到成型的坯件；

(5)、将成型的坯件放入具备气氛调节的烧结炉中，在氮气和氧气的气氛下进行烧结即可。

作为本发明的一种优选实施例，步骤(1)中，主成分包括73-74wt％氧化铁、3-4wt％氧化锌和余量氧化锰。