一种高磁导率高B制造技术

一种高磁导率高B

【技术实现步骤摘要】
一种高磁导率高Bs高Tc的MnZn铁氧体材料及其制备方法
本专利技术属于铁氧体材料制备
，具体涉及一种高磁导率(μi)、高饱和磁感应强度(Bs)、高居里温度(Tc)的MnZn铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
MnZn铁氧体材料是现代电子信息产业的关键性支撑材料，广泛应用于开关电源、变压器、电感器、计算机OA设备、电力系统、消费电子、绿色照明以及新能源等领域。随着5G通讯的快速发展，各种电子设备和器件不断向小型化、集成化、轻量化、高稳定性的方向发展，这就要求应用在其中的MnZn铁氧体材料具备高磁导率(μi)、高饱和磁感应强度(Bs)以及高居里温度(Tc)，高μi高Bs能够分别提高电子设备和器件的电感值和功率密度，实现小型化、集成化和轻量化；而高Tc能够使电子设备和器件工作在较高的温度范围内，提高了器件应用的可靠性、稳定性。因此开发一种兼具高μi高Bs高Tc的MnZn铁氧体材料具有非常广阔的应用前景和重要的现实意义。由于兼具高μi高Bs高Tc的MnZn铁氧体材料具有广阔的应用前景，近年来，已成为磁材料产业界关注的热点。对于磁导率10000的MnZn铁氧体材料，国内外产品众多，如横店东磁(DMEGC)的R10K材料，磁导率10000±30％(25℃，10kHz，B＜0.25mT)，饱和磁感应强度400mT(25℃，50Hz，1194A/m)，居里温度≥120℃；天通磁材(TDG)TS10材料，磁导率10000±30％(25℃，10kHz，B＜0.25mT)，饱和磁感应强度380mT(25℃，1194A/m)，居里温度≥125℃；江益磁材(JPMF)JPH-10材料，磁导率10000±25％(25℃，10kHz，B＜0.25mT)，饱和磁感应强度420mT(25℃，1194A/m)，居里温度≥120℃；TDK公司H5C2材料，磁导率10000±30％(25℃，10kHz，10mV)，饱和磁感应强度400mT(25℃，1194A/m)，居里温度≥120℃；原EPCOS公司T38材料，磁导率10000±30％(25℃，10kHz，10mV)，饱和磁感应强度430mT(25℃，1200A/m)，居里温度＞130℃；Ferroxcube公司3E10材料，磁导率10000±20％(25℃，10kHz，B＜0.25mT)，饱和磁感应强度460mT(25℃，1200A/m)，居里温度≥130℃。此外，对于已公开的相关高磁导率MnZn铁氧体材料的专利也很多，如：日本专利JP2010120808A公开了“MnZnフェライト、及びその製造方法”(MnZn铁氧体及其制造方法<翻译>)，主料采用52.0～53.0mol％Fe2O3，19.0～23.5mol％ZnO，余量为MnO，掺杂剂采用0.002～0.025wt％SiO2，0.01～0.07wt％CaO，0.01～0.08wt％Bi2O3，0.01～0.5wt％Sb2O5，0.02～0.3wt％MoO3，由此得到了μi≥12000(f＝1kHz)，但没有给出饱和磁感应强度和居里温度值。中国专利公开号为CN101259999A的“高磁导率软磁铁氧体材料及其制造方法”，主料采用50.0～56.0mol％Fe2O3，20.0～26.0mol％ZnO，23.0～27.0mol％MnO，掺杂剂MoO3小于0.12wt％，Bi2O3小于0.15wt％，Nb2O5在0.01～0.1wt％之间，获得的样品μi≥9700(f＝10kHz)，居里温度Tc＝135℃；专利公开号为CN104387050A的“一种高磁导率锰锌系铁氧体及其制备方法”，主料采用52.0～53.0mol％Fe2O3，20.0～22.0mol％ZnO，25.0～28.0mol％MnO，掺杂剂采用0～0.025wt％CaO，0.01～0.07wt％Bi2O3，0.01～0.1wt％MoO3，0～0.03wt％Nb2O5，0～0.04wt％Ti2O5，由此获得的样品μi≥12000(f＝10kHz)，Bs≥450mT，Tc＝133℃。由以上国内外典型磁性材料公司的相关产品以及已公开的相关专利，可以看出，以上产品和专利都不能同时兼顾磁导率μi≥10000，饱和磁感应强度Bs≥500mT，居里温度Tc≥160℃。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对
技术介绍
存在的现有MnZn铁氧体材料无法同时满足高μi(≥10000)、高Bs(≥500mT)以及高Tc(≥160℃)的技术难题，提出了一种兼具高μi、高Bs及高Tc特性的MnZn铁氧体材料及其制备方法。本专利技术的核心思想是：MnZn铁氧体属于尖晶石立方晶系，居里温度依赖于磁性离子在A、B次晶格中的分布状态，即取决于A-B间超交换作用。本专利技术主料(主配方)采用富铁配方，构建A-B间强超交换作用，首先通过XRDRietveld精修确定离子在A、B次晶格中的占位，然后由离子占位计算布里渊函数明确分子场系数，进而推导出分子场系数与主料(主配方)之间的关系，获得居里温度表达式，最终获得主料(主配方)的大致范围。磁导率、饱和磁感应强度，很大程度上依赖材料的低磁化阻力(aK1+bλs)和高磁化动力(μ0HMs)间的平衡，而饱和磁感应强度Bs与饱和磁化强度Ms成正相关，与材料的离子占位密切相关，提高材料Bs，相应的也就增大了磁化动力。1)主料方面，适当调整非磁性离子(Zn2+)浓度，稀释或冲淡材料的磁各向异性，构建低磁化阻力的材料配方体系，提高磁导率，同时调控磁性离子和非磁性离子在亚晶格中的占位分布，增大材料的总磁矩，从而提高饱和磁感应强度；2)掺杂剂方面，掺杂剂采用多种高低熔点复合掺杂技术，利用Cu2V2O7、Bi2O3、Sb2O5、P2O5、Nb2O5、MoO3等掺杂剂的促晶和阻晶双重作用，严格调控其微结构演化过程中的阻力和动力关系，提高材料磁导率、饱和磁感应强度等特性；3)烧结工艺方面，采用二次还原烧结技术，调节烧结过程的氧分压含量，调控其微结构演化过程中的阻力和动力关系，实现晶粒均匀致密化，提高材料密度，从而提高材料的饱和磁感应强度。本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种高磁导率(25℃，10kHz，B＜0.25mT，μi≥10000)、高饱和磁感应强度(25℃，1kHz，1194A/m，Bs≥500mT)以及高居里温度(Tc≥160℃)的MnZn铁氧体材料及其制备方法。本专利技术解决上述问题采用的技术方案如下：一种高磁导率高Bs高Tc的MnZn铁氧体材料，其特征在于，包括主料和掺杂剂，所述主料包括：51.5～53.5mol％Fe2O3、16.0～21.0mol％ZnO、25.5～32.5mol％MnO，其中，所述MnO为高比表面积，比表面积为10～15m2/g；所述掺杂剂以预烧反应后的主料的质量为参照基准，按重量百分比，以氧化物计算，掺杂剂包括：0.001～0.05wt％Cu2V2O7，0.001～0.05wt％Bi2O3，0.001～0.05wt％Sb2O5，0.001～0.08wt％P2O5，0.001～0.05wt％Nb2O5，0.001～0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高磁导率高B

【技术特征摘要】
1.一种高磁导率高Bs高Tc的MnZn铁氧体材料，其特征在于，包括主料和掺杂剂，所述主料包括：51.5～53.5mol％Fe2O3、16.0～21.0mol％ZnO、25.5～32.5mol％MnO，其中，所述MnO的比表面积为10～15m2/g；
按重量百分比，以氧化物计算，所述掺杂剂包括：0.001～0.05wt％Cu2V2O7，0.001～0.05wt％Bi2O3，0.001～0.05wt％Sb2O5，0.001～0.08wt％P2O5，0.001～0.05wt％Nb2O5，0.001～0.1wt％MoO3。


2.一种高磁导率高Bs高Tc的MnZn铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、预烧料制备：
1.1以Fe2O3、ZnO和MnO作为原料，按照主料：51.5～53.5mol％Fe2O3、16.0～21.0mol％ZnO、25.5～32.5mol％MnO的比例称取原料，然后进行一次球磨0.5～5h；
1.2将步骤1.1得到的一次球磨料烘干、过筛后，在750～1000℃温度下预烧0.5～3h，随炉冷却至室温后，取出，得到预烧料；
步骤2、掺杂：
以步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙科，王超，鞠登峰，黄辉，李春龙，余忠，邬传健，蒋晓娜，兰中文，刘弘景，叶宽，刘可文，吴涛，
申请(专利权)人：电子科技大学，全球能源互联网研究院有限公司，国网北京市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51