一种软磁锰锌铁氧体材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种软磁锰锌铁氧体材料及其制备方法，该材料包括主料和微量添加物，所述的主料包括以下组分和摩尔百分含量：氧化铁５１－５５％，氧化锌１０－１６％，氧化锰余量；所述的微量添加物选自Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＣａＣＯ３中的２种或者２种以上，其加入量为材料总重量的５００－１７００ｐｐｍ。与现有技术相比，本发明专利技术具有高初始磁导率ｕｉ、高居里温度且具宽频特性等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氧化物磁性材料
，尤其是涉及一种软磁锰锌铁氧体材料KH5 及其制备方法。
技术介绍
软磁铁氧体材料是国民经济中一种非常重要的基础功能材料，广泛应用于各类电 子产品中。随着社会的进步，科技高速的发展，大家都知道，霓虹灯、各类节能灯在各大商 场里得到广泛的应用，其中电子式镇流器是一个核心器件，有着巨大的市场前景，电子式镇 流器中的磁芯材料应用于电感器与脉冲变压器两大类。经常用于脉冲变压器的磁芯结构 为环形较多些，常用规格如T12*6*4，Τ9*5*3，10*6*4，Τ8*4*4等等；EMI滤波电感、PFC升 压电感以及阻流器所用的磁芯主要采用UU，EE, EI, PQ等适用35 100W电子式镇流器使 用的磁芯型号较多，如ΕΕ19/16，Ε25，EF20, EF25，PQ26/20等等。当电子镇流器采用双极型 晶体管作为开关时，工作频率达到55ΚΗζ ；当采用MOSFET管作为开关时，工作频率最高可达 150ΚΗζ，绝大多数磁芯材料都可以达到电子镇流器的要求。应用于电子镇流器磁芯材料有以下要求(1)磁芯的初始磁导率μ i应适中。磁芯的初始导率μ i有许多规格，从100 10000以上，对磁芯组件初始磁导率的选取，必须满足居里温度TC的要求，而对于脉冲变压 器磁环自身发热较少，环境温度一般会达到90°C，因而磁环的居里温度适当可以低些，磁导 率尽可能要高些，以获得足够高的驱动信号以能推动晶体管迅速达到饱和。同时初始磁导 率μ i高些还可以减小绕组圈数，从而减小漏感和分布电容，有利于改善驱动信号波形。(2)合适的温度系数。电子镇流器中不同用途的磁性组件中要求有不同的温度系 数，对于脉冲变压器磁环，要求具有负温度系数，亦即其磁导率或线圈电感量随温度升高而 下降。在从室温到100°c变化时，功率开关晶体管的电流增益Hef随温度升高约增加10% 15%，集电极电流也随着增大。在此温度范围内只要磁环具有负温度系数的磁导率，刚好与 晶体管Hef的正温度系数相抵消或大部份抵消，基本上保持平衡，从而则可保证电子镇流 器稳定工作。EMI滤波器中电感器的磁芯组件，磁芯线圈电感量受温升影响应尽可能小些，使 L-T特性曲线在总体保持平直，否则，如果电感值随温度升高变化比较大，那么在室温下已 调试好的滤波效果也就会变差。(3)饱和磁通密度BS与磁滞回线。电子镇流器中磁性组件应具有较高的饱和磁通 密度，一般要求BS :450-550mT,以保证脉冲变压器有足够的驱动功率，防止高频扼流圈或 升压电感因易进入磁饱和而温升加剧，若BS值选取过低就不能保证足够高的居里温度。但是现有的电子镇流器磁芯材料及其制备方法，难以使其磁芯的初始磁导率、温 度系数和居里温度高度配合，从而得到具有宽温特性的磁导率、宽频特性和高的居里温度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有宽温特性 的磁导率、宽频特性和居里温度高的软磁锰锌铁氧体材料及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种软磁锰锌铁氧体材料KH5，其 特征在于，该材料包括主料和微量添加物，所述的主料包括以下组分和摩尔百分含量氧化 铁51-55%，氧化锌10-16%，氧化锰余量；所述的微量添加物选自Nb205、Ti02、V205、CaC03中 的2种或者2种以上，其加入量为材料总重量的500-170ppm。所述的微量添加物中每种微量添加物的加入量为150-800ppm。一种软磁锰锌铁氧体材料KH5的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)混合按原料中主料配方的组分和摩尔百分含量，称取氧化铁51-55%，氧化 锌10-16%，氧化锰余量，采用强混机混合l-3h得到含主料的粉料；(2)将上述粉料投入回转窑预烧，预烧温度在900 1000°C，预烧时间为40 70 分钟，控制混和粉料流量为4-6公斤/分钟，回转窑转速为5 20转/分钟，使红色的混和 粉料初步发生固相反应，并使混和粉料由红色转变成黑色混合物；(3)将上述黑色混合物采用振动球磨机进行粗粉碎，粉碎时间为30 60分钟，使 粉料粒径大小分布均勻，用水冲法过200目筛网过筛；(4)砂磨将上述过筛后的粗粉碎的含主成份的黑色粉末与微量添加物在砂磨机 中进行砂磨，整个砂磨时间为80 140分钟，得到细粉碎后的含主成份的黑色粉末；(5)制浆砂磨过程结束时，将细粉碎后的含主成份的黑色粉末在制浆桶里搅拌 1-2小时使其料浆充分搅拌均勻，再投入胶水和消泡剂，胶水和消泡剂的总加入量为料浆的 0. 5 lwt% ；(6)喷雾干燥经过制浆后的浆料，控制进口温度在290°C 350°C，出口温度在 80°C 100°C下通过喷雾造粒塔喷成表面干燥、中间湿润、具有良好流动性与分散性的颗 粒，即得产品。步骤(1)中所述的粉料的粒径为1. 0-1. 2 μ m。步骤⑷中所述的黑色粉末的粒径分布控制在1.0 1.2 4!11之间。步骤(4)中所述的砂磨采用湿法粉碎，利用纯水作为介质，在砂磨机中投入粗粉 碎的含主成份的黑色粉末、纯水、分散剂和微量添加物，分散剂在砂磨开始时随同预烧过 的含主成份的黑色粉料加入，加入量为以粗粉碎的含主成份的黑色粉末和纯水总重量为 100%计，粗粉碎的含主成份的黑色粉末50 70wt%，纯水30 50wt% ；以投入砂磨机中 的粗粉碎的含主成份的黑色粉末、纯水、分散剂和微量添加物的总重量为100%计，所述的 分散剂0. 5 Iwt %，微量添加物0. 5 1. Owt %。所述的微量添加物选自Nb205、TiO2, V2O5, CaCO3中的2种或者2种以上。步骤(5)中所述的胶水为聚乙烯醇的溶液。与现有技术相比，本专利技术软磁锰锌铁氧体材料KH5制成的磁芯的初始磁导率 μ (μ i = 4000-5500之间)适中，具有宽频μ _T特性，居里温度高。具体实施例方式为清楚地说明本专利技术高初始磁导率ui、高居里温度且具宽频特性的软磁锰锌铁氧体材料材料及其制备方法，提供了下列具体实施例，但决不是为了限制本专利技术。具体实施工艺流程为称料——强混——预烧——破碎——砂磨——制浆——二次喷雾造粒——压 制——烧结实施例1 一种软磁锰锌铁氧体材料KH5的制备方法，具体步骤如下(1)混和按原料中主料配方的组分和摩尔百分含量，称取51_55%氧化铁 (Fe2O3)、11 16%的氧化锌(ZnO)，其余为氧化锰(MnO)，精确称取上述主成份的原料，采用 强混机混和均勻，总的混和时间为2h。混和后的粉料粒径控制在1. 0 1. 2 μ m左右。(2)预烧将上述混和粉料投入回转窑预烧，预烧温度在900 1000°C，预烧时间 为40 70分钟，控制混和粉料流量为5kg左右/分钟，回转窑转速为5 20转/分钟，使 红色的混和粉料初步发生固相反应，并使混和粉料由红色转变成黑色。(3)粗粉碎将预烧得到的黑色混和物采用振动球磨机进行粗粉碎，粉碎时间为 30 60分钟，使粉料粒径大小分布均勻，用水冲法过200目筛网通过率控制在95%以上；(4)砂磨将经粗粉碎的混和物进行砂磨，得到细粉碎后的黑色浆料，整个砂磨时 间为80 140分钟，一般粒径的分布控制在1. 0 1. 2 μ m之间。在碎磨机中投入粗粉的黑色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软磁锰锌铁氧体材料，其特征在于，该材料包括主料和微量添加物，所述的主料包括以下组分和摩尔百分含量：氧化铁５１－５５％，氧化锌１０－１６％，氧化锰余量；所述的微量添加物选自Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］、ＴｉＯ↓［２］、Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］、ＣａＣＯ↓［３］中的２种或者２种以上，其加入量为材料总重量的５００－１７００ｐｐｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈永春，唐云舟，陈俊，
申请(专利权)人：上海康顺磁性元件厂有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]