本发明专利技术属于软磁MnZn铁氧体材料领域，具体涉及一种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料，由主成分和副成分组成，其中，主成分及含量以氧化物计算为：Fe2O360～68mol%、ZnO10～20mol％和MnO余量；按主成分总重量计的副成分为：SiO250～200ppm、CaCO3200～1500ppm、ZrO250～500ppm、Nb2O550～500ppm和V2O550～500ppm。本发明专利技术还提供了所述的铁氧体材料的制备方法。本发明专利技术解决了现有的软磁铁氧体材料往往不能把低损耗和高饱和磁通密度结合在一起的缺点，实现了所提供的铁氧体磁心，在25℃下的饱和磁通密度在560mT以上、100℃下的饱和磁通密度在460mT以上；25℃下的体积损耗在1800kW/m3以下、100℃下的体积损耗在1600kW/m3以下。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于软磁MnZn铁氧体材料领域，具体涉及ー种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料及其制备方法。
技术介绍
MnZn铁氧体广泛用于电子、通讯领域作为能量存储和转换用材料。电子器件的小型化、高速化、高输出功率要求MnZn铁氧体器件能够在大电流下仍然正常工作。但与软磁金属材料相比，MnZn铁氧体的主要缺点是其饱和磁通密度(Bs)较低，使MnZn铁氧体抗大电流工作能力比软磁金属材料差。此外，由于磁性元件本身产生的热量以及高工作温度环境，如汽车发动机周围的 电子元器件，使得实际铁氧体磁心的工作温度常常很高。这就要求铁氧体材料在这一高温度范围不但磁心损耗低，而且饱和磁通密度高，以实现磁性元件在上述工作温度范围的小型化和闻效化。为了提高MnZn铁氧体的饱和磁通密度，研究人员进行了大量的研究工作。包括主配方设计、添加剂加入和エ艺优化等。比如公开号为CN1224224A和CN1627455A的专利文献公布了ー种高Bs铁氧体材料，通过把Fe2O3的含量限制在53 55mol%、Zn0的含量限制在6. 5 9. 5mol%范围，实现了材料的高温高Bs。但材料的饱和磁通密度还不够高，有进一步提高的必要。又如公开号为 CN1662470A、CN1294099、CN1404076A 和 CN 1649039A 的专利文献公布了一种铁氧体,通过在主配方中加入NiO的方法来提高材料的高温饱和磁通密度。但其常温饱和磁通密度没有提高，且高温饱和磁通密度有进ー步提高的必要。况且NiO是贵金属,价格相当昂贵,提高了铁氧体材料的生产成本。由于以上原因，需要开发ー种饱和磁通密度高、损耗较低、成本低的MnZn铁氧体材料。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺点和不足，本专利技术的目的首先是提供一种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料，第二个目的是提供所述铁氧体材料的制备方法。为实现本专利技术的目的，专利技术人提供下述技术方案 一种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料，由主成分和副成分组成,其中，主成分及含量以氧化物计算为=Fe2O3 60 68mol%、Zn0 10 2011101%和MnO余量；按主成分总重量计的副成分为Si02 50 200ppm、CaCO3 200 1500ppm、ZrO2 50 500ppm、Nb2O5 50 500ppm和 V2O5 50 500ppm。专利技术人经过大量实验研究，发现，通过合理控制铁氧体主成分配比，并配以适当的副成分，可以获得一种同时具备高饱和磁通密度和低损耗特性的铁氧体材料。经检测，所述的铁氧体材料在100°c下的饱和磁通密度在460mT以上(测试条件1194A/m)，100°C下的损耗在1600kW/m3以下(测试条件100kHz/200mT)，得到的材料能够适用于80-120°C的工作环境。上述主成分范围中，若Fe2O3含量小于60mol%,则得不到所希望的高饱和磁通密度；若Fe2O3含量大于68mol%，则磁心损耗有増大的趋势，得不到所希望的磁心低损耗特性。若ZnO含量小于10mol%，则磁心损耗有恶化的趋势；若ZnO含量大于20mol%，则材料居里温度降低，不能实现高温高饱和磁通密度。上述副成分主要是在铁氧体晶界形成高电阻层，细化晶粒，促进晶粒均匀生长，以降低材料损耗。当它们的含量低于下限值时，起不到降低磁心损耗的作用；而当它们的含量高于上述上限值时，则容易引起晶粒异常生长，使磁心损耗恶化。作为优选，根据本专利技术所述的ー种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料，其中，所述的主成分及含量以氧化物计算为=Fe2O3 63 66mol%、Zn0 14 18mol%、MnO余量。专利技术人研究发现，进ー步优化主成分配方，可以使获得的铁氧体材料在具备高饱和磁通密度的基础上，使损耗进一步降低。作为优选，根据本专利技术所述的ー种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料，其中，所述 的副成分及含量以氧化物计算为=SiO2 100 200ppm、CaCO3 500 1200ppm、ZrO2 100 400ppm>Nb2O5 100 400ppm和V2O5 100 500ppm。专利技术人研究发现,进一步优化副成分配方，可以使获得的铁氧体材料在具备高饱和磁通密度的基础上，使损耗进一歩降低。本专利技术是提供了上述的一种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料的制备方法，依次包括下述步骤 (1)称取主成分原料进行湿式混合， (2)步骤(I)得到的粉料进行预烧， (3)步骤(2)得到的预烧料中加入副成分原料进行湿式砂磨处理，得到料浆， (4)步骤(3)得到的料浆加入粘结剂进行喷雾造粒并成型， (5)步骤(4)得到的成型体在控制氧分压的条件下于保温温度下烧结，然后在氮气保护下冷却至室温，其中升温段从900°C至保温温度的氧分压浓度为1%以下。作为优选，根据本专利技术所述的ー种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料的制备方法，其中，所述的保温温度为1250 1400°C，烧结时间为I 6小时。作为优选，根据本专利技术所述的ー种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料的制备方法，其中，所述的粘结剂为PVA。本专利技术通过限制材料主成分、副成分组成及含量，配合适当的烧结エ艺，实现了所提供的铁氧体磁心，在25°C下的饱和磁通密度在560mT以上、100°C下的饱和磁通密度在460mT以上(测试条件1194A/m)，25°C下的体积损耗在1800kW/m3以下、100°C下的体积损耗在 1600kW/m3 以下(测试条件100kHz/200mT)。本专利技术中，如无特别说明，出现的专业术语或名词，如“室温”等，其含义是本领域通常所指的含义。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是 现有的软磁铁氧体材料往往不能把低损耗和高饱和磁通密度结合在一起。本专利技术的铁氧体材料同时具备磁心损耗低和饱和磁通密度高的特点。磁心损耗低可以提高器件的能量转换效率，实现了电子器件的节能化；饱和磁通密度高可以在相同的输出功率条件下减小器件的体积，实现了电子器件的小型化和轻薄化。具体实施例方式下面结合实施例，更具体地说明本专利技术的内容。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范围。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量単位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。实施例I 以表I所示的主成分含量称取Fe203、Mn0、Zn0原材料进行湿式混合，然后900°C下预烧2小时。根据主成分的重量，向预烧后的混合物中加入IOOppm的Si02、1000ppm的CaC03、 200ppm的Zr02、200ppm的Nb2O5和300ppm的V2O5,湿式砂磨,得到一种铁氧体料衆。向料衆中加入按铁氧体粉末重量计算的1 セ％的PVA粘结剂，进行喷雾造粒。在I吨/cm2的压カ下把造粒后的粉料成型为测试用的标准环形铁氧体磁心。把成型体在控制氧分压的条件下于1330°C烧结5小时，其中在900°C 1330°C的升温阶段的氧分压浓度为O. 001%，然后在氮气的保护下冷却至室温。通过X荧光分析仪，检测铁氧体磁心的最终组成与设计组成一致。用IWATSU-8232交流B-H分析仪在IOOkHz、200mT条件下测试磁心的体积功耗；用IWATSU-8258交流B本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料，由主成分和副成分组成,其特征在于,主成分及含量以氧化物计算为=Fe2O3 60 68mol%、Zn0 10 20mol %和MnO余量；按主成分总重量计的副成分为Si02 50 200ppm、CaC03 200 1500ppm、Zr02 50 500ppm、Nb205 50 500ppm 和 V2O5 50 500ppm。2.如权利要求I所述的ー种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料，其特征在于,所述的主成分及含量以氧化物计算为=Fe2O3 63 66mol %、ZnO 14 18mol %、MnO余量。3.如权利要求I所述的ー种高饱和磁通密度MnZn铁氧体材料,其特征在于，所述的副成分及含量以氧化物计算为Si02 1 00 200ppm、CaC03 500 1200ppm、Zr02 1 00 400ppm、Nb2O5 100 4...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜冲，吕东华，雷国莉，何俊，王素平，郭晓东，
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：
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