一种适用于IH电磁加热的磁条材料及其制备方法和电磁加热线圈盘用磁条及电磁炉技术

本发明专利技术涉及IH电磁加热领域，公开了一种适用于IH电磁加热的磁条材料及其制备方法和电磁加热线圈盘用磁条及电磁炉。该磁条材料包括主成分和添加剂成分，以氧化物计，以所述主成分的总重量为基准，所述主成分为69.4‑73.4wt％的Fe2O3、20.3‑22.3wt％的MnO和6.3‑8.3wt％的ZnO，所述添加剂成分为0.04‑0.06wt％的CaO、0.005‑0.015wt％的Nb2O5和0.04‑0.06wt％的ZrO2。本发明专利技术的磁条材料适用于IH电磁加热领域，能有效降低IH电磁加热产品在工作时磁条所产生的能量损耗，提高加热效率。

A magnetic strip material suitable for IH electromagnetic heating and its preparation method and electromagnetic heating coil disk and electromagnetic furnace

The invention relates to the field of IH electromagnetic heating, and discloses a magnetic bar material suitable for IH electromagnetic heating, and a preparation method thereof, and a magnetic strip and induction cooker for electromagnetic heating coil disk. The magnetic material comprises a main composition and additive ingredient by the oxide, with the total weight of the main components of the benchmark, the principal component is 69.4 73.4wt% Fe2O3, 20.3 MnO and 6.3 22.3wt% 8.3wt% ZnO, the additive composition is 0.04 0.06wt%, 0.005 CaO 0.015wt% Nb2O5 0.04 and 0.06wt% ZrO2. The magnetic strip material of the invention is suitable for the field of IH electromagnetic heating, which can effectively reduce the energy loss produced by IH magnetic heating products when working, and improve heating efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于IH电磁加热的磁条材料及其制备方法和电磁加热线圈盘用磁条及电磁炉
本专利技术涉及IH电磁加热领域，具体地，涉及一种适用于IH电磁加热的磁条材料及其制备方法和电磁加热线圈盘用磁条及电磁炉。
技术介绍
IH电磁加热是目前最主流的电饭煲、电压力锅、电磁炉等的加热技术，它的工作原理是通过电磁线圈接通交变电流，直接对金属内胆进行加热，省去了加热盘的热量传导过程，加热速度更快，通过多级线圈，实现了对整个内胆的环绕加热，加热更加均匀。目前在IH电磁加热产品中普遍使用磁条来优化磁场分布和屏蔽磁场泄露，其选材多为锰锌铁氧体软磁材料中的功率类材料，特别是相当于日本TDK公司的PC40材料。该材料的特点是性能稳定、技术成熟、成本相对较低，而且国内一般磁材厂家均能批量生产，但其特性是专门针对功率类小型变压器而开发，最佳工作温度为80-100℃，对应的功率损耗最低点也是在80-100℃，当工作温度低于60℃时，其性能较差，功率损耗较大。图1为PC40材质的典型功率损耗曲线。在IH电磁加热产品中，磁条的工作温度一般为40-60℃，其中功率较大的电磁炉产品，在模拟极限使用场景的温升测试条件下，约加热20分钟后，磁条的温度才会上升到70-80℃，图2是电磁炉产品分别在能效测试和温升测试两种测试场景下的磁条温度曲线(上面的曲线为温升测试的测试场景下的磁条温度曲线，下面的曲线为能效测试的测试场景下的磁条温度曲线)，可以看出，在能效测试场景下，磁条温度最高只有40-50℃；而在温升测试场景下，加热约20分钟时，磁条温度最高也只有70-80℃，加热约30分钟时，磁条温度最高才会达到80℃以上。所以在IH电磁加热产品中使用特性相当于PC40材料的磁条存在磁条损耗偏高、加热效率偏低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种适用于IH电磁加热的磁条材料及其制备方法和电磁加热线圈盘用磁条及电磁炉。本专利技术的专利技术人在研究中意外发现，以特定用量比例的Fe2O3、Mn3O4和ZnO作为主成分原料，以特定用量比例的CaCO3、Nb2O5和ZrO2作为添加剂成分原料，无需添加SiO2、CuO、V2O5、TiO2、NiO、Bi2O3、MoO3、成本昂贵的Co3O4和Co2O3等任一种成分，就能够制备得到特定含量的主成分为Fe2O3、MnO和ZnO、添加剂成分为CaO、Nb2O5和ZrO2、功率损耗最低点为40-60℃、加热效率高、低成本的适用于IH电磁加热的磁条材料。因此，为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种适用于IH电磁加热的磁条材料，该磁条材料包括主成分和添加剂成分，以氧化物计，以所述主成分的总重量为基准，所述主成分为69.4-73.4wt％的Fe2O3、20.3-22.3wt％的MnO和6.3-8.3wt％的ZnO，所述添加剂成分为0.04-0.06wt％的CaO、0.005-0.015wt％的Nb2O5和0.04-0.06wt％的ZrO2。第二方面，本专利技术提供了一种适用于IH电磁加热的磁条材料的制备方法，该方法包括：(1)将主成分原料与消泡剂、分散剂、聚乙烯醇胶水和水混合研磨，然后将所得混合物烘干；(2)将烘干后的物料进行预烧结、粉碎，并将粉碎后的物料与添加剂成分原料、消泡剂、分散剂、聚乙烯醇胶水和水混合研磨，然后将所得混合物依次进行烘干、分筛、成型；(3)将步骤(2)得到的物料进行烧结；其中，步骤(1)的主成分原料中，以氧化物计，以所述主成分原料的总重量为基准，所述主成分原料为68.25-72.25wt％的Fe2O3、21.56-23.56wt％的Mn3O4和6.19-8.19wt％的ZnO；步骤(2)的添加剂成分原料中，以氧化物计，以所述主成分原料的总重量为基准，所述添加剂成分原料为0.04-0.06wt％的CaCO3、0.005-0.015wt％的Nb2O5和0.04-0.06wt％的ZrO2。第三方面，本专利技术提供了上述方法制备得到的磁条材料。第四方面，本专利技术提供了一种电磁加热线圈盘用磁条，所述磁条由本专利技术前述的磁条材料构成。第五方面，本专利技术提供了一种电磁炉，包括电磁加热线圈盘，所述电磁加热线圈盘上设置有本专利技术所述的电磁加热线圈盘用磁条。本专利技术根据IH电磁加热产品中磁条的工作温度需求，通过调整磁条材料的配方和工艺来调整材料的本征功率损耗曲线，使功率损耗低点出现在60℃附近，并保持向低温方向功率损耗缓慢上升，向高温方向功率损耗上升略快，新开发出了一种更适用于IH电磁加热领域的磁条材料。现有技术中，IH电磁加热产品的磁条一直使用相当于PC40特性的材料，此材料适用于功率类小型变压器，应用在IH电磁加热领域存在功率损耗最低点偏向高温(80-100℃)的缺点，导致工作时磁条产生的能量损耗偏高，整体加热效率偏低。而本专利技术的磁条材料，是一种基于锰锌铁氧体软磁材料的新配方，为尖晶石铁氧体结构，其充分考虑IH电磁加热产品中磁条的工作温度需求，材料功率损耗曲线的最低点在60℃附近，且25-60℃的功率损耗均较低，40-60℃时材料的功率损耗最低(370-450kW/m3)，与PC40材料相比，功率损耗低约15％-20％，居里温度大于220℃(优选为220-240℃)，初始磁导率为2100-3500，25℃、H＝1194A/m测定条件下的饱和磁通密度为475-525mT，100℃、H＝1194A/m测定条件下的饱和磁通密度为361-399mT，成本较低，更适用于IH电磁加热领域，能有效降低IH电磁加热产品在工作时磁条所产生的能量损耗，提高加热效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是PC40材质的典型功率损耗曲线。图2是电磁炉产品分别在能效测试和温升测试两种测试场景下的磁条温度曲线。图3是本专利技术的磁条材料的典型功率损耗曲线。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种适用于IH电磁加热的磁条材料，该磁条材料包括主成分和添加剂成分，以氧化物计，以所述主成分的总重量为基准，所述主成分为69.4-73.4wt％的Fe2O3、20.3-22.3wt％的MnO和6.3-8.3wt％的ZnO，所述添加剂成分为0.04-0.06wt％的CaO、0.005-0.015wt％的Nb2O5和0.04-0.06wt％的ZrO2。本领域技术人员应该理解的是，添加剂成分的各组分的含量是以主成分的总重量为基准的。优选情况下，以氧化物计，以所述主成分的总重量为基准，所述主成分为70.4-72.4wt％的Fe2O3、20.8-21.8wt％的MnO和6.8-7.8wt％的ZnO，所述添加剂成分为0.045-0.055wt％的CaO、0.0075-0.0125wt％的Nb2O5和0.045-0.055wt％的ZrO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于IH电磁加热的磁条材料，其特征在于，该磁条材料包括主成分和添加剂成分，以氧化物计，以所述主成分的总重量为基准，所述主成分为69.4‑73.4wt％的Fe2O3、20.3‑22.3wt％的MnO和6.3‑8.3wt％的ZnO，所述添加剂成分为0.04‑0.06wt％的CaO、0.005‑0.015wt％的Nb2O5和0.04‑0.06wt％的ZrO2。

【技术特征摘要】
1.一种适用于IH电磁加热的磁条材料，其特征在于，该磁条材料包括主成分和添加剂成分，以氧化物计，以所述主成分的总重量为基准，所述主成分为69.4-73.4wt％的Fe2O3、20.3-22.3wt％的MnO和6.3-8.3wt％的ZnO，所述添加剂成分为0.04-0.06wt％的CaO、0.005-0.015wt％的Nb2O5和0.04-0.06wt％的ZrO2。2.根据权利要求1所述的磁条材料，其中，以氧化物计，以所述主成分的总重量为基准，所述主成分为70.4-72.4wt％的Fe2O3、20.8-21.8wt％的MnO和6.8-7.8wt％的ZnO，所述添加剂成分为0.045-0.055wt％的CaO、0.0075-0.0125wt％的Nb2O5和0.045-0.055wt％的ZrO2。3.根据权利要求1或2所述的磁条材料，其中，所述磁条材料的初始磁导率为2100-3500，25℃、H＝1194A/m测定条件下的饱和磁通密度为475-525mT，100℃、H＝1194A/m测定条件下的饱和磁通密度为361-399mT，居里温度为220-240℃，40-60℃时的功率损耗为370-450kW/m3。4.一种适用于IH电磁加热的磁条材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将主成分原料与消泡剂、分散剂、聚乙烯醇胶水和水混合研磨，然后将所得混合物烘干；(2)将烘干后的物料进行预烧结、粉碎，并将粉碎后的物料与添加剂成分原料、消泡剂、分散剂、聚乙烯醇胶水和水混合研磨，然后将所得混合物依次进行烘干、分筛、成型；(3)将步骤(2)得到的物料进行烧结；其中，步骤(1)的主成分原料中，以氧化物计，以所述主成分原料的总重量为基准，所述主成分原料为68.25-72.25wt％的Fe2O3、21.56-23.56wt％的Mn3O4和6.19-8.19wt％的ZnO；步骤(2)的添加剂成分原料中，以氧化物计，以所述主成分原料的总重量为基准，所述添加剂成分原料为0.04-0.06...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翼飞，任玉洁，蒙剑友，
申请(专利权)人：佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44