CN101354941B

CN101354941B - 一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料及其制造方法

Info

Publication number: CN101354941B
Application number: CN2008100281847A
Authority: CN
Inventors: 陈加旺; 李强; 陈志华; 王勇军; 徐舒景; 伍尚国
Original assignee: Guangdong Fenghua Advanced Tech Holding Co Ltd
Current assignee: Guangdong Zhaoqing Weishuo Electronics Co ltd; Zhaoqing Dingci Electronics Co ltd; Zhaoqing Haite Electronic Co ltd; Guangdong Fenghua Advanced Tech Holding Co Ltd
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: CN101354941A

Abstract

本发明公开了一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃ 60～66mol％、氧化镍NiO 7～10mol％、氧化镁MgO 7～10mol％、氧化锌ZnO 10～15mol％、氧化铜CuO 3～6mol％。该制造方法的步骤为：原材料处理、配料、一次球磨、干燥、打粉或过筛、预烧、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或过筛，所述的预烧条件是在空气炉中，以800～900℃预合成。所得的软磁铁氧体材料初始磁导率为100左右，磁性能稳定，用于生产叠层型片式电感器时，生产成本低。

Description

一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种软磁铁氧体材料及其制造方法，尤其涉及一种应用于多层片式电感器和磁珠的软磁铁氧体材料及其制造方法。

背景技术

目前国内外用于生产叠层型片式电感器(和磁珠)的材料几乎全部采用以NiCuZn为基的软磁铁氧体材料，较常见的有初始磁导率分别为25、50、100、200、300、400、600等几种，其中初始磁导率为25和50的一般用于制作使用频率较高的电感和磁珠，如尖峰型磁珠；初始磁导率为200、300、400、600的则常用于制作使用频率相对较低的大感量片式电感；而初始磁导率为100左右的材料常用于制作中低感量段的常规产品，但其使用率最高，约占片式电感家族总量的50％～80％，国内对初始磁导率μi为100的NiCuZn软磁铁氧体的需求量约200吨/年。但用NiCuZn生产各类片式电感和磁珠同时也具有以下缺点：随着近年来各类有色金属及其氧化物价格的快速上涨，特别是镍价的上涨，用镍量较高的μ100材料的制造成本已越来越高。MgZn材料与NiZn、MnZn材料同属软磁铁氧体系列，用MgZn材料制作磁芯也由来已久，但在片式电感生产领域却一直未能取代NiZn材料，这是因为：MgZn材料与NiZn材料相比具有以下缺点：烧结温度更高，自谐振频率更低，烧结后瓷体密度较低，瓷体的机械强度较低等等，难以达到片式电感器生产的要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种应用于多层片式电感器和磁珠的含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，本发明需解决的另外一个技术问题是提供一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料的制造方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃ 60～66mol％、氧化镍NiO 7～10mol％、氧化镁MgO 7～10mol％、氧化锌ZnO 10～15mol％的、氧化铜CuO 3～6mol％。即将价态更稳定的Mg²⁺部分取代容易变价的Ni²⁺，与Cu²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺等在高温下合成尖晶石相复合型软磁铁氧体材料。材料的相对磁导率高，磁性能稳定。

进一步：上述软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃ 62～66mol％、氧化镍NiO 8～10mol％、氧化镁MgO 8～10mol％、氧化锌ZnO 12～15mol％、氧化铜CuO 4～6mol％，还加入0.5～2wt％的助烧剂和0.1～1wt％的瓷体增强剂，所述的助烧剂是Bi₂O₃或V₂O₅一种或两种物质；所述的瓷体增强剂是SiC或SiN一种或两种物质。在常温常压下，湿度为60～90％，用HP4291电桥、高频Q表等测试仪器测试：初始磁导率μi_4MHz＝100±10、品质因数Q_4MHz≥130、自谐振频率fr≥70MHz、体积电阻率ρ_V≥10⁸Ω·cm。该性能的软磁铁氧体材料用于制作多层片式电感器和磁珠时，能在900±20℃范围内与纯银内导体无反应匹配共烧结，且烧结后芯片的机械强度满足整机装配过程所需的强度。

本发明要解决的另外一个技术问题是通过以下技术方案实现：上述含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料的制造方法，步骤为：原材料处理、配料、一次球磨、干燥、打粉或过筛、预烧、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或过筛，其特征在于：所述的预烧条件是在空气炉中，以800～900℃预合成。

更进一步：所述的配料中，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃60～66mol％、氧化镍NiO 7～10mol％、氧化镁MgO 7～10mol％、氧化锌ZnO 10～15mol％、氧化铜CuO 3～6mol％。优选的：按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃ 62～66mol％、氧化镍NiO 8～10mol％、氧化镁MgO 8～10mol％、氧化锌ZnO 12～15mol％、氧化铜CuO 4～6mol％。所述的二次配料指在已预烧的材料中加入0.5～2wt％的助烧剂和0.1～1wt％的瓷体增强剂。所述的助烧剂是Bi₂O₃或V₂O₅一种或两种物质；所述的瓷体增强剂是SiC或SiN一种或两种物质。所述的二次球磨中，粉体平均粒径粉碎至1.0±0.2μm。

在上述方法中，由于MgZn材料与NiZn材料相比具有以下优点：价格比NiZn材料低得多，材料的初始磁导率较高，磁性能更稳定。在多层片式电感器和磁珠的湿式流延中，浆料分散性更好，但原料成本可下降50％，更为重要的是：本发明将MgZn材料引入叠层型片式电感器的生产中。

具体实施方式

本发明的主旨是通过在NiZnCu铁氧体材料中添加MgZn，价态更稳定的Mg²⁺部分取代容易变价的Ni²⁺，与Cu²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺在高温下合成尖晶石相复合型软磁铁氧体材料，使其材料的初始磁导率高，磁性能更稳定，用于生产叠层型片式电感器时，生产成本低。下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本发明的限定，材料中各个原材料的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。

首先，简述本发明方法的基本方案。一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃ 60～66mol％、氧化镍NiO 7～10mol％、氧化镁MgO 7～10mol％、氧化锌ZnO 10～15mol％的、氧化铜CuO 3～6mol％。

该含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料的制造方法，步骤为：原材料处理、配料、一次球磨、干燥、打粉或过筛、预烧、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或过筛，其特征在于：所述的预烧条件是在空气炉中，以800～900℃预合成。所述的二次配料指在已预烧的材料中加入0.5～2wt％的助烧剂和0.1～1wt％的瓷体增强剂。所述的二次球磨中，粉体平均粒径粉碎至1.0±0.2μm

实施例1

一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃62mol％、氧化镍NiO 7～10mol％、氧化镁MgO 8mol％、氧化锌ZnO 10～15mol％的、氧化铜CuO 3～6mol％。

该含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料的制造方法，步骤为：原材料处理、配料、一次球磨、干燥、打粉或过筛、预烧、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或过筛，其特征在于：所述的预烧条件是在空气炉中，以800预合成。所述的二次配料指在已预烧的材料中加入Bi₂O₃ 0.5～2wt％和SiC 0.1～1wt％。所得的软磁铁氧体材料μi_4MHz＝100±10、Q_4MHz≥130、fr≥70MHz、ρv≥10⁸Ω·cm。

实施例2：

一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃63mol％、氧化镍NiO 7～10mol％、氧化镁MgO 9mol％、氧化锌ZnO 10～15mol％的、氧化铜CuO 3～6mol％。

该含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料的制造方法，步骤为：原材料处理、配料、一次球磨、干燥、打粉或过筛、预烧、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或过筛，其特征在于：所述的预烧条件是在空气炉中，以800～900℃预合成。所述的二次配料指在已预烧的材料中加入V₂O₅ O.5～2wt％和SiN 0.1～1wt％。所得的软磁铁氧体材料μi_4MHz＝100±10、Q_4MHz≥130、fr≥70MHz、ρv≥10⁸Ω·cm。

实施例3：

一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃64mol％、氧化镍NiO 7～10mol％、氧化镁MgO 10mol％、氧化锌ZnO 10～15mol％的、氧化铜CuO 3～6mol％。

该含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料的制造方法，步骤为：原材料处理、配料、一次球磨、干燥、打粉或过筛、预烧、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或过筛，其特征在于：所述的预烧条件是在空气炉中，以800预合成。所述的二次配料指在已预烧的材料中加入Bi₂O₃ 0.5～2wt％和SiN 0.1～1wt％。所得的软磁铁氧体材料μi_4MHz＝100±10、Q_4MHz≥130、fr≥70MHz、ρv≥10⁸Ω·cm。

实施例4：

一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃65mol％、氧化镍NiO 7～10mol％、氧化镁MgO 10mol％、氧化锌ZnO 10～15mol％的、氧化铜CuO 3～6mol％。

该含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料的制造方法，步骤为：原材料处理、配料、一次球磨、干燥、打粉或过筛、预烧、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或过筛，其特征在于：所述的预烧条件是在空气炉中，以800～900℃预合成。所述的二次配料指在已预烧的材料中加入V₂O₅ 0.5～2wt％和SiC 0.1～1wt％。所得的软磁铁氧体材料μi_4MHz＝100±10、Q_4MHz≥130、fr≥70MHz、ρv≥10⁸Ω·cm。

Claims

1.一种含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料，按摩尔份计，氧化铁Fe₂O₃62～66mol％、氧化镍NiO 8～10mol％、氧化镁MgO 8～10mol％、氧化锌ZnO 12～15mol％、氧化铜CuO 4～6mol％；按重量份计，还加入0.5～2wt％的助烧剂和0.1～1wt％的瓷体增强剂，所述的助烧剂是Bi₂O₃或V₂O₅一种或两种物质；所述的瓷体增强剂是SiC或SiN一种或两种物质。

2.一种根据权利要求1所述的含镁、镍、锌元素的软磁铁氧体材料的制造方法，步骤为：原材料处理、配料、一次球磨、干燥、打粉或过筛、预烧、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或过筛，其特征在于：所述的预烧条件是在空气炉中，以800～900℃预合成；所述的二次配料指在已预烧的材料中加入0.5～2wt％的助烧剂和0.1～1wt％的瓷体增强剂；所述的助烧剂是Bi₂O₃或V₂O₅一种或两种物质；所述的瓷体增强剂是SiC或SiN一种或两种物质。

3.根据权利要求2所述软磁铁氧体材料的制造方法，其特征在于：所述的二次球磨中，粉体平均粒径粉碎至1.0±0.2μm。