[发明专利]一种超高磁导率、高居里温度的Mn－Zn铁氧体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锰锌铁氧体及其制备方法，尤其涉及一种高磁导率、高居里温度的Mn-Zn铁氧体及其制备方法；属于氧化物磁性材料技术领域。

背景技术

随着通信、计算机、网络等电子信息产业的高速发展，以及电子元器件小型化和轻量化的发展趋势，高磁导率锰锌铁氧体能广泛用于变压器磁芯、噪音过滤器、局域网隔离变压器和数字网络变压器磁芯，由于能够明显减少变压器体积，降低损耗，所以其研究倍受国内外的重视。该Mn-Zn铁氧体在实际应用中，除了磁导率要高外，市场上还要求其具有良好的频率特性、高居里温度。高磁导率领域的研究已经从简单的追求高磁导率方面转移到全面提高综合性能方面来，这是当前高磁导率铁氧体的发展趋势。在这个方向上，国内外大公司都做出了许多努力。如日本的TDK公司型号为H₅C₃的Mn-Zn铁氧体和日本的FDK公司型号为₂H₁₅的Mn-Zn铁氧体的磁导率在25℃，10KHz，0.25mT的条件下可以达到15000以上，但是该Mn-Zn铁氧体的居里温度只有100℃左右，该Mn-Zn铁氧体在100℃以上则无法工作，因此该Mn-Zn铁氧体的应用范围较窄。

发明内容

本发明针对现有技术所存在初始磁导率、居里温度较低的缺陷提供一种具有超高磁导率，高居里温度的Mn-Zn铁氧体及其制备方法。

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的；一种超高磁导率、高居里温度Mn-Zn铁氧体，其特征在于该铁氧体含有的主要成分包括氧化锰、氧化锌和氧化铁，含有添加到主要成分中的辅助成分包括；氧化铋、氧化钼和氧化铌；

其中所述的主要成分的组分为：含有23～27摩尔％的按MnO计算的氧化锰、含有20～26摩尔％的按ZnO计算的氧化锌；其余为氧化铁；所述的辅助成分的组分为：0～0.08重量％(但不包括零)的按Bi₂O₃计算的氧化铋、0～0.12重量％(但不包括零)的按MoO₃计算的氧化钼和0.01～0.1重量％(但不包括零)的按Nb₂O₅计算的氧化铌；所述的Mn-Zn铁氧体的结晶粒径为50～180μm。

本发明的主成分控制在23～27摩尔％的按MnO计算的氧化锰、含有20～26摩尔％的按ZnO计算的氧化锌；其余为氧化铁的范围内，可以提高居里温度，使本发明铁氧体的居里温度达到130℃。

在本发明添加氧化铋，氧化钼，氧化铌，是由于这三种都是低熔点的物质，首先可以降低烧结温度，促进烧结，提高烧结密度；其次MoO₃的存在可以促进晶粒边界的移动；最后，Nb₂O₅的存在可以在高温烧结时细化晶粒，防止过大晶粒的产生，从而通过联合添加得到良好的微结构；从而可以得到超高磁导率，结晶粒径为50～180μm、具有较高居里温度的Mn-Zn铁氧体。

在上述的超高磁导率、高居里温度Mn-Zn铁氧体中，所述的辅助成分的组分中还包括0.005～0.6重量％的按CaO计算的氧化钙；加入氧化钙有利于提高磁导率，降低损耗。

在上述的超高磁导率、高居里温度Mn-Zn铁氧体中，所述的辅助成分的组分中还包括0.04～0.3重量％的按V₂O₅计算的氧化钒、0.001～0.3重量％(但不包括零)的按ZrO₂计算的的氧化锆和0.01～0.03重量％的按Ta₂O₅计算的的氧化钽的一种或几种；加入上述辅助成分有利于提高磁导率，降低损耗。

在上述的超高磁导率、高居里温度Mn-Zn铁氧体中，所述的辅助成分的组分中还包括0.01～0.03重量％的按TiO₂计算的氧化铊、0.02～0.2重量％的按In₂O₃计算的氧化铟和0.01～0.3重量％的按HfO₂计算的氧化铪的一种或几种；加入上述辅助成分有利于提高磁导率，降低损耗。

作为优选，所述的超高磁导率、高居里温度Mn-Zn铁氧体的结晶粒径为60～150μm；更为优选的是；所述的超高磁导率、高居里温度Mn-Zn铁氧体的结晶粒径为70～130μm。