[发明专利]一种高频低损耗的钽掺杂锰锌铁氧体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高频低损耗的钽掺杂锰锌铁氧体材料及其制备，钽掺杂锰锌铁氧体材料包括主料和掺杂料，主料包括氧化铁、氧化锰和氧化锌，氧化铁、氧化锰和氧化锌的质量比为(70～71):(21～22):(7～8)，掺杂料包括钽。制备为：S1：将主料加入球磨机进行球磨，得到混合料A；S2：将混合料A进行预烧，然后冷却至室温得到预烧料B；S3：将预烧料B和掺杂料加入球磨机进行二次球磨，后烘干得到混合料C；S4：向混合料C中加入聚乙烯醇溶液混合进行喷雾造粒，后过筛得到粉末颗粒；S5：将粉末颗粒放入模具，压制成型，得到坯件；S6：将坯件在平衡气氛下进行烧结。与现有技术相比，本发明的材料成分均匀分布，晶界电阻率高，产品在MHz级的频率下的损耗进一步降低。

技术领域

本发明属于磁性材料技术领域，尤其是涉及一种高频低损耗的钽掺杂锰锌铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

锰锌铁氧体作为软磁材料的一种，广泛应用于电力工业设备、家电仪器及信息化技术领域等，是目前产量最大、用量也最大的一种软磁材料，在兆赫兹级别的电子元器件中有着不可替代的作用。随着5G通信技术，物联网技术的迅猛发展，电子元器件也向着小型化、高效化、低损化的方向迈进，对磁性材料的要求也越来越高。在电力电工及通信技术领域，低损耗永远是一个努力追求的目标。现有技术中的软磁铁氧体的高频损耗量无法满足现有技术的需求。因此，亟需设计一种高频低损耗的软磁铁氧体材料来解决现有技术中的问题。

电源系统向轻、薄、小和高效率方向发展，要求电子元器件承载更大的功率密度，磁心材料亟需进一步提高饱和磁通密度。

专利CN101183585A公开了一种锰锌MnZn铁氧体材料及磁芯以及磁芯制造方法，所述的锰锌MnZn软磁铁氧体材料，其主成分为49.5～53.8mol％的氧化铁Fe2O3、34.6～39.8mol％的氧化锰MnO和8.5～13.8mol％的氧化锌ZnO，在主成分中还需添加以重量计100～600ppm的第一副组分和以重量计50～3000ppm的第二副组分，第一副组分是指二氧化硅SiO2、五氧化二钽Ta2O5中的至少一种，第二副组分是指三氧化二铋Bi2O3、五氧化二铌Nb2O5、三氧化钨WO3中的至少一种。该锰锌MnZn铁氧体材料中含有的是五氧化二钽，而非单质钽，且该材料使用频率范围较低，仅在25kHz左右，远低于本发明中的MHz级，且其起始磁导率并不高。

专利CN111470857A公开了一种高频锰锌铁氧体材料及其制备方法。所述高频锰锌铁氧体材料的基体原料组成以Fe2O3、MnO和ZnO的总量为100mol％计，Fe2O3的含量为amol％，ZnO的含量为b mol％，余量为MnO，其中52≤a≤55，0＜b≤12；所述高频锰锌铁氧体材料中还含有添加物，添加物含量以基体原料的总质量为100wt％计包括：钇铁石榴石100～1000ppm和钛酸钡100～1000ppm，所述添加物中还含有：二氧化锡500～5000ppm、五氧化二钒100～1000ppm和五氧化二钽50～500ppm。该锰锌铁氧体材料中含有的是五氧化二钽，而非单质钽，且该材料磁芯的磁导率与本发明相当，但其在500kHz下的损耗在650kW/m³左右，损耗较高，仍有较大提升空间。

综合上述专利，均未提及所研发锰锌铁氧体的饱和磁感应强度，而在控制降低损耗的同时，保持较高的饱和磁感应强度(0.5T)也是电子元器件小型化的重要目标。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种高频低损耗的钽掺杂锰锌铁氧体材料及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：