本发明专利技术公开了一种高饱和磁感应强度和高电阻率的纳米晶ＭｎＺｎ铁氧体材料，该纳米晶ＭｎＺｎ铁氧体材料的化学式可以表示为：ＭｎｘＺｎ１－ｘＦｅ２－ｙ－ｚＮｉｙＺｒｚＯ４，其中０．２≤ｘ≤０．９，０．１≤ｙ≤０．４，０．１≤ｚ≤０．３；该材料的制备方法包括如下步骤：（１）将上述化学式中Ｍｎ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｒ加入到去离子水中，加热至５０～７０℃并用磁力搅拌器搅拌均匀；（２）向混合液中加入氨水，调节ｐＨ值至１１～１２进行共沉淀；（３）分离出沉淀物并去除杂质；（４）将沉淀物放入烘箱中，在１００℃温度下进行脱水；（５）成型；（６）烧结；本发明专利技术的成分中Ｎｉ和Ｚｒ的加入，保证了ＭｎＺｎ铁氧体高饱和磁感应和高电导率的特性；本发明专利技术的制备方法不仅成本低廉、工艺简单、生产效率高、而且烧结温度低能耗小，有利于实现大规模的工业化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米晶MnZn铁氧体材料，尤其涉及一种具有高饱和磁感应强度 和高电阻率的纳米晶软磁铁氧体材料及其制备方法，属于氧化物磁性材料
技术介绍
锰锌铁氧体是具有尖晶石结构的软磁铁氧体材料，由于其同时具有高饱和磁感应 和高的电阻率，因此被广泛应用于电力电子工业，用来制造高频变压器、感应器、扼流线圈、 记录磁头、磁放大器、电磁干涉仪等等。然而信息工业的发展对锰锌铁氧体提出了更高的要求，高品质的锰锌铁氧体应具 有高的饱和磁感应强度和高的电阻率以满足电力电子器件小型化、薄型化、集成化的发展 趋势。因此，学术研究领域和技术应用领域的科研人员围绕锰锌铁氧体的电磁性能与其化 学成分、制备方法之间的关系展开了深入的研究，希望能开发出高饱和磁感应和高电阻率 的锰锌铁氧体材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高饱和磁感应强度和高电阻率的纳米晶MnZn铁氧体 及其制备方法。本专利技术的上述技术问题主要通过下述技术方案得以解决的一种高饱和磁感应强 度和高电阻率的纳米晶MnZn铁氧体材料，该纳米晶MnZn铁氧体材料的化学式可以表示为 MnxZrvxFe2TzNiZrzO4,其中 0. 2 彡 χ 彡 0. 9，0. 1 彡 y 彡 0. 4，0. 1 彡 ζ 彡 0. 3。由于MnZn铁氧体的导电机制可以基于八面体位置的Fe3+和Fe2+之间的电子跳跃 来解释，本专利技术中Ni2+和取代Fe掺入MnZn铁氧体后，Ni2+占据了尖晶石结构的八面 体位置(即B位置)，占据了尖晶石结构的四面体位置(即A位置)。Ni2+取代Fe减 少了 B位置的Fe离子的数量，降低了发生跳跃的电子数量，从而提高了 MnZn铁氧体的电 阻率。同时，为一个四价离子，在后续退火的过程中将形成稳定的&4+_Fe2+离子对，降 低了 Fe3+和Fe2+之间的电子跳跃，提高了铁氧体的电阻率。而且Ni2+占据B位后使得部分 Fe3+转移到A位，从而提高了 Fe3+-O-Fe3+之间的超交换作用，补偿了部分由于磁性金属元素 Fe含量降低造成的铁氧体的饱和磁感应强度的下降。在铁氧体中，A位和B位上的离子磁 矩取向是相反平行排列的，铁氧体的净磁矩来源于A、B位上的磁矩之差，非磁性的取代 了 A为的Fe3+，使得A、B位的磁矩之差进一步加大，即提高了净磁矩，提高了铁氧体的饱和 磁感应强度。综述所述，Zr4+和Ni2+的掺入提高锰锌铁氧体的电阻率和饱和磁感应强度。此外，本专利技术还涉及具有高饱和磁感应强度和高电阻率的纳米晶MnZn铁氧体材 料制备方法，该制备方法包括如下步骤(1)根据化学式 MnxZnlxFe2_y_zNiyZrz04 (其中 0. 2 彡 χ 彡 0. 9，0. 1 彡 y 彡 0. 4， 0. 1 彡 Z 彡 0. 3)中 Mn、Zn、Fe、Ni、Zr 的摩尔比称取 MnCl2 · 4H20，ZnCl2 · 4H20，FeCl3 · 6H20，NiCl2 · 6H20, ZrOCl2 · 8H20，加入到去离子水中，加热至50 70°C并用磁力搅拌器搅拌均 勻；(2)向混合液中加入氨水，调节pH值至11 12进行共沉淀；(3)分离出沉淀物并用去离子水和无水乙醇清洗数遍去除杂质；(4)将清洗好的沉淀物放入烘箱中，在100°C温度下进行脱水；(5)成型使用台式电动压片机将粉料压制成特定形状尺寸的坯件；(6)烧结将坯件放入电阻炉中进行烧结处理，烧结温度700°C 900°C，保温时间6 10h。本专利技术与现有技术相比具有以下优势(1)本专利技术的成分中Ni和ττ的加入改变了 MnZn铁氧体尖晶石结构中原子的分布 和电磁特性，从而从微观结构上保证了 MnZn铁氧体高饱和磁感应和高电导率的特性。(2)本专利技术的制备方法不仅成本低廉、工艺简单、生产效率高、而且烧结温度低能 耗小，有利于实现大规模的工业化。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。附图是本专利技术的纳米晶MnZn铁氧体制备方法的流程图。具体实施例方式附图所示的是本专利技术制备方法的流程图。实施例1(1)化学式 MnxZni_xFe2_y_zNiyZrz04 中取 χ = 0. 55, y = 0. 1, ζ = 0. 3，按照摩尔比 55 45 160 10 30 分别称取 MnCl2 · 4Η20 (其纯度为 99 % )，ZnCl2 · 4Η20 (其纯度 % 99% ), FeCl3 · 6Η20(其纯度为 99% ), NiCl2 · 6Η20(其纯度为 99% ), ZrOCl2 · 8Η20(其 纯度为99% )，加入到去离子水中，加热至50°C并用磁力搅拌器搅拌均勻；(2)向混合液中加入氨水，调节pH值至11进行共沉淀；(3)用离心机分离出沉淀物并用去离子水和无水乙醇清洗数5 6次去除杂质；(4)将清洗好的沉淀物放入烘箱中，在100°C温度下进行脱水；(5)成型使用台式电动压片机将粉料压制成Φ30mmX Φ25mmX6mm的圆柱型磁 环坯件；(6)烧结将坯件放入电阻炉中进行烧结处理，烧结温度700°C，保温时间10h。实施例2(1)化学式 MnxZni_xFe2_y_zNiyZrz04 中取 χ = 0. 2，y = 0. 4，ζ = 0. 2，按照摩尔比 10 80 140 40 20 分别称取 MnCl2 · 4Η20(其纯度为 99% )，ZnCl2 · 4Η20(其纯度 % 99% ), FeCl3 · 6Η20(其纯度为 99% ), NiCl2 · 6Η20(其纯度为 99% ), ZrOCl2 · 8Η20(其 纯度为99% )，加入到去离子水中，加热至70°C并用磁力搅拌器搅拌均勻；(2)向混合液中加入氨水，调节pH值至11进行共沉淀；(3)用离心机分离出沉淀物并用去离子水和无水乙醇清洗数5 6次去除杂质；(4)将清洗好的沉淀物放入烘箱中，在100°C温度下进行脱水；(5)成型使用台式电动压片机将粉料压制成Φ30mmX Φ25mmX6mm的圆柱型磁 环坯件；(6)烧结将坯件放入电阻炉中进行烧结处理，烧结温度900°C，保温时间6h。实施例3(1)化学式 MnxZni_xFe2_y_zNiyZrz04 中取 χ = 0. 9，y = 0. 3，z = 0. 1，按照摩尔比 70 30 160 30 10 分别称取 MnCl2 · 4Η20(其纯度为 99% )，ZnCl2 · 4Η20(其纯度 % 99% ), FeCl3 · 6Η20(其纯度为 99% ), NiCl2 · 6Η20(其纯度为 99% ), ZrOCl2 · 8Η20(其 纯度为99% )，加入到去离子水中，加热至60°C并用磁力搅拌器搅拌均勻；(2)向混合液中加入氨水，调节pH值至12进行共沉淀；(3)用离心机分离出沉淀物并用去离子水和无水乙醇清洗数5 6次去除杂质；(4)将清洗好的沉淀物放入烘箱中，在100°C温度下进行脱水；(5)成型使用台式电动压片机将粉料压制成Φ30mmX Φ25mmX6mm的圆柱型磁 环坯件；(6)烧结将坯件放入电阻炉中进行烧结处理，烧结温度800°C，保温时间8h。用XRD检测实施例1、2、3的晶体结构，并用谢乐公本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高饱和磁感应强度和高电阻率的纳米晶ＭｎＺｎ铁氧体材料，其化学式表示为：Ｍｎ↓［ｘ］Ｚｎ↓［１－ｘ］Ｆｅ↓［２－ｙ－ｚ］Ｎｉ↓［ｙ］Ｚｒ↓［ｚ］Ｏ↓［４］，其中０．２≤ｘ≤０．９，０．１≤ｙ≤０．４，０．１≤ｚ≤０．３。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏瑞明，戴建中，陆静军，邹仲鹤，
申请(专利权)人：苏州天铭磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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