[发明专利]一种锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锰锌软磁铁氧体材料，特别涉及一种具有高饱和磁感应强度、低损耗特性的锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

软磁铁氧体材料作为一种重要的基础功能材料，广泛用于通讯、传感、音像设备、变压器等电子工业中。随着数字电视机、笔记本电脑的普及，以因特网为中心，涉及网络教育、多媒体、ISDN网络等通讯市场的快速增长，使电子设备向轻、薄、小型化发展，这势必要求缩小电源体积，对电源提出了更高、更严格的要求。电源材料不仅要求高饱和磁强度、低损耗，还要求材料具有较高的居里温度Tc，以保证电子设备的高可靠性。

电源变压器及扼流线圈所用的磁芯材料，必须于这些产品的驱动温度范围达成高饱和磁通密度化。位于温度T的铁氧体饱和磁通密度（Bs）用公式表示为：Bs(T)=Bs(0)×(ρ/ρt)×(1-T/Tc)a，其中Bs(0)为0(K)上的饱和磁通密度；ρ/ρt为密度/理论密度；Tc为居里温度。从公式中可看出，居里温度（Tc）的控制至关重要。在Tc温度下，磁芯材料由于热运动作用，其磁化机构本身起不了作用，当这一温度设置比较低，即使在电源电路的驱动范围内，其影响也不可忽视。也就是说，无论怎么提高Bs(0)，如果不能把Tc调整到最佳温度，也无法达成高饱和磁通密度化。如只考虑提高Tc，而采用过量的富铁配方，必然会引起材料损耗的增加。所以如何平衡高Bs和低损耗两者间的关系，是本领域科技人员所要解决的一个难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼具高饱和磁感应强度、低损耗特性的锰锌软磁铁氧体材料，为电子设备向轻、薄、小型化发展奠定了基础。

本发明的另一个目的是提供了上述锰锌软磁铁氧体材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种锰锌软磁铁氧体材料，包括主成分和添加剂，其特征在于：

所述主成分摩尔百分配比为Fe₂O₃52.5-54.0%、ZnO 5-9%、MnO 38-42.5%；

所述添加剂质量百分配比为CaCO₃0.03-0.08%、Co₃O₄0-0.3%、SiO₂0.001-0.01%、V₂O₅0.02-0.06%、Nb₂O₅0.02-0.05%、ZrO₂0.005-0.03%、NiO 0-0.3%，其中添加剂各组成的质量百分比是相对主成份的总质量计算而得。

所述添加剂的总加入量占主成份总质量的0.2-0.5%。

上述锰锌软磁铁氧体材料的制备方法，其步骤包括：

（1）将Fe₂O₃、ZnO和MnO三种主成分按配比称量后干混30-60分钟，球磨混合20-30分钟；

（2）将步骤（1）中的混合料在800-1200℃条件下预烧40-60分钟；初粉碎25-30分钟；二次粉碎70-120分钟，并在二次粉碎的同时按配比加入添加剂；喷雾造粒；

（3）将步骤（2）中的粒料压制成型，1330-1380℃温度下烧结并保温3-6小时后降至常温。

所述步骤（2）中，初粉碎的粉碎设备采用直排式振动球磨机，加料流量为10-15Kg/min。

所述步骤（2）中，二次粉碎的粉碎设备采用立式砂磨机，经过二次粉碎后，浆料的粒径为1.2-1.5μm。

所述步骤（3）中，将粒料压制成外径30-32mm，内径19-21mm，高度8-10mm，厚度为1.18mm的环形样品。

所述步骤（3）中，烧结时的升温速率为2.5-3.5℃/分钟，降温速率为1.5-3℃/分钟。

所述步骤（3）中，烧结时的氧含量低于0.5%。

本发明的有益效果是：

1、本发明制得的锰锌软磁铁氧体材料兼具高饱和磁感应强度和低损耗，样品在25℃的饱和磁感应强度（Bs）大于520mT，100℃的饱和磁感应强度（Bs）大于435mT；25℃的功率损耗（Pcv）小于700kw/m3，100℃的功率损耗Pcv小于350kw/m³。

2、本发明制得的锰锌软磁铁氧体材料为DC-DC转换器液晶显示器用逆变器、笔记本电脑的电源电路等各种电源供应的变压器、扼流圈之小型轻量化、低损耗高效率化奠定了基础。

3、所述锰锌软磁铁氧体材料的制备工艺简单，操作方便。