一种高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料，由主料和辅料制成，所述主料以摩尔百分比计由以下组分组成：52～53mol％Fe2O3，18.5～19.5mol％ZnO，余量为MnO，所述辅料以主料总重量计由以下质量百分含量的组分组成：0.03～0.05wt％CaCO3，0.01～0.03wt％Nb2O5，0.01～0.03wt％ZrO2。本发明专利技术的MnZn铁氧体材料具有高磁导率的同时具有较低的损耗。本发明专利技术还公开了一种高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料制备方法，包括以下步骤：(1)配料；(2)预烧；(3)二次砂磨；(4)喷雾造粒和成型；(5)烧结。本发明专利技术制备方法步骤简单，可操作性强，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软磁铁氧体
，尤其是涉及一种高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
现有可穿戴设备的功率都比较小，所以利用MnZn铁氧体材料的高磁导率，可以有效减少铜线绕组的同时具有相同的性能，来实现轻量化的目的。但是目前常规的MnZn铁氧体材料无法同时满足高磁导率(5000±20％)，低损耗(Pcv[60℃]<330kW/m3@100KHz，200mT)的性能，使其在可穿戴设备中的应用受到了限制。因此有必要开发一种在具有高磁导率的同时具有较低的损耗的MnZn铁氧体材料。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术的MnZn铁氧体材料无法在具有高磁导率(的同时具有低损耗的问题，提供了一种组分合理，为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料，其由主料和辅料制成，所述主料以摩尔百分比计由以下组分组成：52～53mol％Fe2O3，18.5～19.5mol％ZnO，余量为MnO，以主料总重量计，所述辅料由以下质量百分含量的组分组成：0.03～0.05wt％CaCO3，0.01～0.03wt％Nb2O5，0.01～0.03wt％ZrO2。本专利技术对MnZn铁氧体材料的具体成分配比进行了优化调整，限定了主料和辅料的具体组分种类和含量，使得MnZn铁氧体材料具有高磁导率的同时具有较低的损耗。一种高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料制备方法，包括以下步骤：(1)配料：按上述配比称取主料和辅料后，在主料中加入去离子水进行一次砂磨，喷雾干燥后得喷物料。(2)预烧：将喷物料放入预烧炉中进行预烧，得预烧料。(3)二次砂磨：在预烧料中加入辅料后，加去离子水进行二次砂磨，得二次砂磨料。(4)喷雾造粒和成型：在二次砂磨料中加入为二次砂磨料质量0.06～0.08％PVA及0.002～0.004％消泡剂，进行喷雾造粒后成型，得环毛坯。(5)烧结：将环毛坯置于氧化性气氛中进行烧结，得高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料样环。作为优选，步骤(1)中，一次砂磨时间为10～40min；作为优选，步骤(2)中，预烧温度为800～900℃，预烧时间2～4h。作为优选，步骤(3)中，二次砂磨时间为90～120min。作为优选，步骤(4)中，喷雾造粒的物料粒径为50～200μm。作为优选，步骤(5)中，氧化性气氛为空气，烧结曲线为：升温速度3～4℃/min；最高温度为1280～1320℃，保温3～4h，氧气浓度1～3％；降温到850～900℃，降温速度为1～2℃/min，按照平衡氧气浓度设定；降温到常温，降温速度为3～4℃/min，氮气。因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)对MnZn铁氧体材料的具体成分配比进行了优化调整，限定了主料和辅料的具体组分种类和含量，使得MnZn铁氧体材料具有高磁导率的同时具有较低的损耗，具有较大的推广应用价值；(2)制备方法步骤简单，可操作性强，适合工业化生产。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。实施例1(1)配料：按53mol％Fe2O3，19.5mol％ZnO，余量为MnO的摩尔百分比配比称量各组分作为主料，以主料总重量计，按0.05wt％CaCO3，0.03wt％Nb2O5，0.03wt％ZrO2的质量百分含量配比称取各组分作为辅料，在主料中加入去离子水进行一次砂磨，砂磨时间为40min，喷雾干燥后得喷物料；(2)预烧：将喷物料放入预烧炉中进行预烧，得预烧料，预烧温度为900℃，预烧时间2h；(3)二次砂磨：在预烧料中加入辅料后，加去离子水进行二次砂磨，二次砂磨时间为120min，得二次砂磨料；(4)喷雾造粒和成型：在二次砂磨料中加入为二次砂磨料质量0.08％PVA及0.004％消泡剂，进行喷雾造粒后成型，喷雾造粒的物料粒径为200μm，得环毛坯；(5)烧结：将环毛坯置于氧化性气氛中进行烧结，得高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料样环，氧化性气氛为空气，烧结曲线为：升温速度4℃/min；最高温度为1320℃，保温4h，氧气浓度3％；降温到900℃，降温速度为2℃/min，按照平衡氧气浓度设定；降温到常温，降温速度为4℃/min，氮气。将烧结好的样环用CH3302测试磁导率，用日本岩崎公司的SY8218仪器进行功耗Pcv及饱和磁通密度Bs的测试。测得的性能如下：μi[25℃]＝5523；Bs[25℃]＝470mT，Bs[60℃]＝401mT；Pcv[25℃]＝367kW/m3，Pcv[60℃]＝329kW/m3(@100KHz,200mT)；Pcv[25℃]＝302kW/m3，Pcv[60℃]＝288kW/m3(@500KHz,50mT)；Pcv[25℃]＝433kW/m3，Pcv[60℃]＝417kW/m3(@1MHz,30mT)。实施例2(1)配料：按52mol％Fe2O3，18.5mol％ZnO，余量为MnO的摩尔百分比配比称量各组分作为主料，以主料总重量计，按0.03wt％CaCO3，0.01wt％Nb2O5，0.01wt％ZrO2的质量百分含量配比称取各组分作为辅料，在主料中加入去离子水进行一次砂磨，砂磨时间为10min，喷雾干燥后得喷物料；(2)预烧：将喷物料放入预烧炉中进行预烧，得预烧料，预烧温度为800℃，预烧时间4h；(3)二次砂磨：在预烧料中加入辅料后，加去离子水进行二次砂磨，二次砂磨时间为90min，得二次砂磨料；(4)喷雾造粒和成型：在二次砂磨料中加入为二次砂磨料质量0.06％PVA及0.002％消泡剂，进行喷雾造粒后成型，喷雾造粒的物料粒径为50～200μm，得环毛坯；(5)烧结：将环毛坯置于氧化性气氛中进行烧结，得高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料样环，氧化性气氛为空气，烧结曲线为：升温速度3℃/min；最高温度为1280℃，保温3h，氧气浓度1％；降温到850℃，降温速度为1℃/min，按照平衡氧气浓度设定；降温到常温，降温速度为3℃/min，氮气。将烧结好的样环用CH3302测试磁导率，用日本岩崎公司的SY8218仪器进行功耗Pcv及饱和磁通密度Bs的测试。测得的性能如下：μi[25℃]＝5523；Bs[25℃]＝470mT，Bs[60℃]＝401mT；Pcv[25℃]＝367kW/m3，Pcv[60℃]＝329kW/m3(@100KHz,200mT)；Pcv[25℃]＝302kW/m3，Pcv[60℃]＝288kW/m3(@500KHz,50mT)；Pcv[25℃]＝433kW/m3，Pcv[60℃]＝417kW/m3(@1MHz,30mT)。实施例3(1)配料：按52.5mol％Fe2O3，19mol％ZnO，余量为MnO的摩尔百分比配比称量各组分作为主料，以主料总重量计，按0.04wt％CaCO3，0.02wt％Nb2O5，0.02wt％ZrO2的质量百分含量配比称取各组分作为辅料，在主料中加入去离子水进行一次砂磨，砂磨时间为20min，喷雾干燥后得喷物料；(2)预烧：将喷物料放入预烧炉中进行预烧，得预烧料，预烧温度为850℃，预烧时间3h；(3)二次砂磨：在预烧料中加入辅料后，加去离子水进行二次砂磨，二次砂磨时间为100min，得二次砂磨料；(4)喷雾造粒和成型：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料，其由主料和辅料制成，其特征在于，所述主料以摩尔百分比计由以下组分组成：52～53mol％Fe2O3，18.5～19.5mol％ZnO，余量为MnO，以主料总重量计，所述辅料由以下质量百分含量的组分组成：0.03～0.05wt％CaCO3，0.01～0.03wt％Nb2O5，0.01～0.03wt％ZrO2。

【技术特征摘要】
1.一种高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料，其由主料和辅料制成，其特征在于，所述主料以摩尔百分比计由以下组分组成：52～53mol％Fe2O3，18.5～19.5mol％ZnO，余量为MnO，以主料总重量计，所述辅料由以下质量百分含量的组分组成：0.03～0.05wt％CaCO3，0.01～0.03wt％Nb2O5，0.01～0.03wt％ZrO2。2.一种如权利要求1所述的高磁导率低损耗MnZn铁氧体材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)配料：按上述配比称取主料和辅料后，在主料中加入去离子水进行一次砂磨，喷雾干燥后得喷物料；(2)预烧：将喷物料放入预烧炉中进行预烧，得预烧料；(3)二次砂磨：在预烧料中加入辅料后，加去离子水进行二次砂磨，得二次砂磨料；(4)喷雾造粒和成型：在二次砂磨料中加入为二次砂磨料质量0.06～0.08％PVA及0.002～0.004％消泡剂，进行喷雾造粒后成型，得环毛坯；(5)烧结：将环毛坯置于氧化性气氛中进行烧结，得高磁导率低损耗M...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵旭，王朝明，卢飞翔，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33