[发明专利]一种软磁铁氧体材料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料及其制备工艺，具体地，涉及一种软磁铁氧体材料及其制备工艺。

背景技术

随着电子信息技术产品的发展，电子器件趋于小型化、轻型化以及工作频率高频化，电源变压器的驱动频率已由25KHZ左右上升至100～500KHZ范围，(如汽车启动系统用的变压器及LED照明用变压器等)这对软磁MnZn功率铁氧体磁芯的性能提出了更高的要求。常见如TDK的PC40、PC44，FDK的6H20、6H40，西门子的N72，飞利浦3C85、3F3，典型指标为0.05KHz/1194A/m下的常温Bs在490～510mT，高温Bs要求在390～410mT，100KHZ/200mT下损耗要求在400mW/cm³左右。但是现有软磁铁氧体材料存在的诸多缺点：低频、低饱和磁通密度、高磁损耗，限制了电子器件小型化、轻型的发展。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种软磁铁氧体材料及其制备工艺，以实现软磁铁氧体材料高频、高饱和磁通密度、低磁损耗；制备工艺简单、成本低廉的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种软磁铁氧体材料，组分及重量配比为：

Fe₂O₃      52～55mol

Mn₃O₄      39～42mol

ZnO       5～8mol

添加剂1   0.1～0.6mol

添加剂2   0.1～0.2mol

ZrO₂      0.006～0.06mol。

进一步地，一种软磁铁氧体材料，组分及重量配比为：

Fe₂O₃      53～54mol

Mn₃O₄      40～41mol

ZnO        6～7mol

添加剂1    0.1～0.6mol

添加剂2    0.1～0.2mol

ZrO₂       0.006～0.06mol。

进一步地，所述添加剂1为SnO₂、CaCO₃、V₂O₅中的一种或多种。

进一步地，所述添加剂2为Nb₂O₅、K₂CO₃、CaCO₃、Ta₂O₅、SnO₂、V₂O₅中的两种或多种。

为实现上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

上述软磁铁氧体材料的制备方法如下：

1)将主料Fe₂O₃、Mn₃O₄、ZnO和添加剂1按所述摩尔配比进行第一次湿法混合，

2)将上述混合后的物料用喷雾干燥机制粒，然后采用回转窑通过式预烧，预烧温度为850℃～900℃，在此温度范围内预烧可保证良好的预烧效果，使预烧料的磁化度很好的控制在3A*m2/kg以内，

3)将预烧后的物料进行第二次湿法砂磨粉碎：按上述配比添加添加剂2和ZrO₂，所述ZrO₂的添加可进一步降低材料的损耗，提高饱和磁通密度；湿法粉碎后的平均粒径为0.9～1.0微米，使烧结后的饱和磁通密度Bs有提升的空间，

4)将湿法砂磨粉碎后的料浆，加入8％～12％浓度的PVA胶水，采用喷雾造粒工艺制成40-160目的颗粒粉料，颗粒粉料进行调湿处理，控制含水量在0.3-0.5％，流动角小于30度，形成可塑性好的成品颗粒粉料。

有益效果：

本发明软磁铁氧体材料通过两次掺杂不同的氧化物添加剂，使材料具有高频、高饱和磁通密度和低磁损耗的优良性能；而且本发明软磁铁氧体材料的制备方法还具有以下优点：

1.本发明采用普通金属氧化物作为添加剂，降低了生产成本，有利于批量生产；

2.对软磁铁氧体材料配方进行了优化，如氧化锌的摩尔比控制在6.0～7.0mol，使变压器磁芯工作在80℃～120℃具有更低的损耗；而且从成本角度出发，ZnO的含量越少，粉料的成本就越低；