[发明专利]一种具有高饱和磁感应强度高磁导率特性的Mn-Zn铁氧体及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁氧体，具体涉及一种具有高饱和磁感应强度高磁导率特性的Mn-Zn铁氧体及其制备工艺。 

背景技术

目前数字技术、光纤通信等行业对电感器、滤波器、扼流圈、宽带和脉冲变压器应用需求大量高磁导率软磁铁氧体。软磁铁氧体是以Fe₂O₃为主成分的亚铁磁性氧化物，采用粉末冶金方法生产。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等几类，其中Mn-Zn铁氧体的产量和用量最大，Mn-Zn铁氧体的电阻率低，为1-10欧姆/米，一般在100kHZ以下的频率使用。Cu-Zn、Ni-Zn铁氧体的电阻率为102-104欧姆/米，在100kHz-10兆赫的无线电频段的损耗小，多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器。 

软磁铁氧体的特点是：饱和磁通密度低，磁导率低，居里温度低，中高频损耗低，成本低。前三个低是它的缺点，限制了它的使用范围，现在正在努力改进。后两个低是它的优点，有利于进入高频市场，现在正在努力扩展。而目前的软磁铁氧体虽然有些的磁导率已经达到在12000±30%，但是其Bs（饱和磁感应强度）仍然在410mT左右，虽然相对以前已经得到了很大的提升，但是依然不能满足目前实际的需要。 

一个申请号为200410036807.7的发明专利，公开了一种铁氧体材料，它是作为主成分含有规定量的氧化铁、氧化铜、氧化锌以及氧化镍的NiCuZn系的铁氧体材料,作为辅助成分,含有规定量的氧化铋、氧化硅、氧化镁、氧化钴,以此构成铁氧体材料,因此能够提供温度特性极其良好(相对于温度变化的磁导率的变化率小)、品质因数Q高、高强度的NiCuZn系铁氧体材料。但是其Bs（饱和磁感应强度）远远达不到目前的需求。 

一个申请号为200310114712.8的发明专利，公开了一种Mn-Zn系铁氧体，含有氧化铁为按Fe₂O₃换算51-54摩尔%、氧化锌按ZnO换算为14-21摩尔%、以及余部为氧化锰的主成分，该专利公开的铁氧体也不能满足目前的高Bs的要求。 

发明内容

本发明的针对目前现状，一个目的是为了提供一种具有高饱和磁感应强度高磁导率特性的Mn-Zn铁氧体。以满足目前各领域对铁氧体高性能的要求，将软磁铁氧体保持较高磁导率的基础上，进一步提高其饱和磁感应强度。 

本发明的另一个目的是提供一种上述铁氧体的制备工艺，通过该工艺，可以制备得到满 足目前各领域对高磁导率和高饱和磁感应强度的要求。 

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案： 

一种具有高饱和磁感应强度高磁导率特性的Mn-Zn铁氧体，由主要组分和辅助组分组成，主要组分包括：以Fe₂O₃换算为52-54mol％摩尔百分比的氧化铁，以ZnO换算为18-21mol％摩尔百分比的氧化锌，和余量以MnO换算的氧化锰；相对于主要组分，辅助成分包括：以CaO换算计为100-500ppm的Ca，以Bi₂O₃换算计为300-1000ppm的Bi，以SnO₂换算计为100-400ppm的Sn，以MoO₃换算计为200-800ppm的Mo。 

经过试验发现，通过改变铁氧体的各组分的含量配比，可以对铁氧体的性能产生很大的影响。将Fe₂O₃含量控制在52-54mol％摩尔百分比，可保证材料具有足够的电阻率，如果Fe₂O₃含量低于本范围，材料的Bs性能会得不到保障。本发明将ZnO的含量提高到了18-21mol％摩尔百分比，在ZnO添加带来的负影响的容忍范围之内，极大地利用了ZnO对材料磁导率的提高。在主要组分Fe₂O₃和ZnO的含量确定后，在其中添加CaO使材料晶粒间晶界偏析，提高了电阻率；添加Bi₂O₃使晶粒更容易长大，从而间接提高材料的磁导率；添加SnO₂有效抑制空位缺陷，使晶粒均匀生长，添加MoO₃使材料晶粒更加细化，从而提高了Bs和迭加性能。确定Fe₂O₃和ZnO的配比后发现比目前的铁氧体的磁导率和Bs均提高了1-5%。