[发明专利]一种低温烧结铁镍锌铜基软磁铁氧体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低温烧结铁镍锌铜基软磁铁氧体材料及其制备方法，属于电子信息功能材料与器件技术领域,本发明以铁镍锌铜的氧化物为主要成分组成、CBS玻璃为助烧剂，采用固相反应法制备，通过球磨、烘干、预烧、二次球磨、烘干、粉碎过筛等工序来制备。该发明具有烧结温度低、较高的自谐振频率、品质因数高及阻抗高等特点，可用于制作尖峰磁珠，片式电感，解决磁体与银电极不能很好共烧的问题。

技术领域

本发明属于电子信息功能材料与器件技术领域，具体涉及的是一种具有烧结温度低、较高的自谐振频率、品质因数高及阻抗高等特点的软磁铁氧体材料及其制备方法。可用于制作尖峰磁珠，片式电感，解决磁体与银电极不能很好共烧的问题。

背景技术

目前国内外低温烧结多层片式电感用软磁铁氧体材料以FeNiCuZn 和FeMgCuZn两种材料为主，因为要在900℃左右与纯银内导体匹配共烧结，一般在配方设计时都会加入数量不等的助烧剂，而最为常用的助烧剂就是Bi₂O₃。

(1) 加Bi₂O₃助烧的工作原理：因为Bi₂O₃的熔点很低，在730℃开始熔化，熔化后的Bi₂O₃将铁氧体材料进行包裹，形成过渡液相，从而促进铁氧体材料晶粒的生长。

(2) 加Bi₂O₃助烧的内部结构：Bi₂O₃在烧结过程呈液态，期间，将周围铁氧体晶粒进行包裹，并使多个小晶粒合并成一个大晶粒。冷却后，Bi2O3 固化，作为晶粒与晶粒之间的填充物主包裹物，存在于晶界处。

(3) 加Bi₂O₃的用途：一是以过渡液相烧结方式，促使晶粒生长，使铁氧体材料的烧结温度从960℃以上下降至900℃以下，达到低温烧结的目的；Bi₂O₃冷却并固化后，在晶粒与晶粒之间起粘结和固化晶粒的作用，使材料瓷体强度和体积密度达到设计要求。

加Bi₂O₃虽然成本低廉、降温效果好、操作方便；但Bi₂O₃对材料电磁性能影响大、容易造成晶粒异常长大，且Bi 是重金属元素，越来越少被采用。

为克服以上不足，本申请人提出了一种低温烧结铁镍锌铜基软磁铁氧体材料及其制备方法，采用CBS玻璃为助烧剂，因为CBS玻璃的转变温度（Tg）为590℃，温度升高至680℃时出现一个明显的峰，表明该温度即为CBS玻璃的软化点，可作为铁氧体的烧结助剂使用，以解决在这一领域中存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有烧结温度低、较高的自谐振频率、品质因数高及阻抗高等特点的软磁铁氧体材料及其制备方法。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案如下：

一种低温烧结铁镍锌铜基软磁铁氧体材料，由主晶相材料和助烧剂材料经球磨混合、预烧、掺杂球磨、压滤烘干制成；所述主晶相材料为Fe₂O₃质量百分比为50～70％，NiO质量百分比为20～30％，ZnO质量百分比为5～15％，CuO质量百分比为2～10％；所述助烧剂为CaO-B₂O₃-SiO₂（CBS）玻璃，质量百分比为0.1～2％。

所述主晶相材料中Fe、Ni、Zn、Cu之间的摩尔比为1-x-y-z：x：y：z，x为0.2～0.4，y为0.1～0.3，z为0.1～0.3。

所述掺杂助烧剂材料为CBS玻璃，质量百分比为0.2～3％。