CN103172359A - 一种锰锌功率铁氧体磁粉芯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锰锌铁氧体磁粉芯及其制备方法，其制备方法包括如下步骤：（1）配料：原料由主料和辅料组成，其中主料包括Fe2O3、ZnO、MnO或者Mn3O4，主料中各组分间的比例关系为53～55mol%的Fe2O3，32～34mol%的MnO、Mn3O4其中的一种或两者的混合，其余为ZnO；（2）冶炼：把Fe2O3、ZnO、MnO或Mn3O4按从下往上的顺序放入真空炉，然后盖上炉盖抽真空进行冶炼，冶炼温度1400～2000℃；（3）雾化制粉；(4)压制成型；(5)在真空退火炉中500～800℃退火1～2小时。本发明对原材料纯度、粒度配比要求比传统制备方法低，降低了原材料成本。

Description

一种锰锌功率铁氧体磁粉芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种锰锌功率铁氧体磁粉芯及其制备方法。
背景技术
随着电子产业的不断发展，对锰锌铁氧体原材料的纯度提出了越来越高的要求，从传统锰锌铁氧体的制备来看，高纯度的原材料是制备综合性能优异的电子元器件的前提条件。
中国专利公开号CN1447356A提到了一种制备锰锌铁氧体粉体的方法，但这种制备方法的原材料仍是使用市场上采购的Fe2O3、Mn3O4、ZnO粉料，然后进行后续混合，造粒等，仍然摆脱不了原始材料纯度问题给磁粉芯带来的性能制约。
中国专利公开号CN1651353A也提到了一种制备锰锌铁氧体的方法及低温烧结工艺，同样说原材料来自市场供应，也就是Ruthner法酸再生生产Fe2O3、电解法生产Mn3O4及间接蒸发氧化法生产ZnO，再经过混合、造粒及添加助熔剂等降低烧结温度的方法制得，这样仍然避免不了原材料纯度对锰锌铁氧体磁粉芯性能的不良影响。
上述各专利所制备的锰锌铁氧体磁粉芯仍然受到原材料批次纯度的制约，而且制备流程非常复杂，如果有一个环节出了问题，整批产品就可能报废，造成产品合格率低。对于使用于数百kHz条件下的高频开关电源等此类问题尤为突出。因此，如何改善锰锌铁氧体产品品质的稳定性，大幅度提高产品合格率成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种锰锌铁氧体磁粉芯制备方法，简化制备工艺，降低生产成本，避免原材料纯度对锰锌铁氧体磁粉芯性能的不良影响。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种锰锌铁氧体磁粉芯制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）配料：原料由主料和辅料组成，其中主料包括Fe2O3、ZnO、MnO或者Mn3O4，主料中各组分间的比例关系为53～55mol%的Fe2O3，32～34mol%的MnO、Mn3O4其中的一种或两者的混合，其余为ZnO；
（2）冶炼：把Fe2O3、ZnO、MnO或Mn3O4按从下往上的顺序放入真空炉，然后盖上炉盖抽真空进行冶炼，冶炼温度1400～2000℃；
（3）将上述冶炼熔液进行水雾化或气雾化制粉；
（4）把上述粉料按粒度进行配比，然后加入辅料混合均匀，压制成型；
（5）在真空退火炉中500～800℃退火1～2小时即可得锰锌铁氧体磁粉芯。
优选的，所述辅料由氧化硼、高岭土、硬脂酸锌及硬脂酸钡组成，辅料的添加比例为主料的0～2wt%。
优选的，辅料中各组分的添加比例为：氧化硼0.1～0.3wt%，高岭土0.1～0.3wt%，硬脂酸锌0.15～0.3wt%，硬脂酸钡0.15～0.3wt%。
优选的，在真空炉中的冶炼温度范围为1800～1900℃。
优选的，制粉方式选择水雾化制粉，粒度配比为160目～200目的占10wt%，200～400目35wt%，400目以上的占55wt%。
本发明还提供了一种利用上述制备方法制备得出的锰锌铁氧体磁粉芯。
本发明对原材料纯度、粒度配比要求比传统制备方法低，降低了原材料成本。
1、传统制备工艺如果原材料纯度出现问题会导致产品直接不合格，而本工艺对原材料进行冶炼、扒渣处理，使其纯净度在冶炼时提高；其次，经雾化制粉，颗粒度均匀一致，避免了传统工艺材料粒度对产品合格率的影响；鉴于以上工艺的处理，无需传统工艺繁杂的混合、造粒及预烧、粉碎过程。
因此，制备工艺较简单，流程缩短，生产效率较高，提高了产品合格率。
2、因本工艺采用在前段工序高温冶炼，使各成分均匀结合，达到了传统工艺后续烧结同样的效果；因前段工序的高温冶炼、制粉即取代了传统工艺的混合、预烧、造粒，又取代了其后续的烧结过程。
综合计算，工艺流程缩短，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的描述。
实施例一：
采用Fe2O353mol%、ZnO15mol%、MnO32mol%，在1800℃条件下进行真空冶炼，然后水雾化制粉，按优选粒度调配，加入0.3wt%的氧化硼、0.1wt%的高岭土、0.15wt%的硬脂酸锌与硬脂酸钡，混合均匀后在6t/cm2压力下压制成型，在真空退火炉中800℃，1小时退火处理即可得特性符合产品要求的锰锌功率铁氧体磁芯。
实施例二：
采用Fe2O354mol%、ZnO13mol%、Mn3O433mol%，在1900℃条件下进行真空冶炼，然后水雾化制粉，按优选粒度调配，加入0.2wt%的氧化硼、0.3wt%的高岭土、各0.25wt%的硬脂酸锌与硬脂酸钡，混合均匀后在6t/cm2压力下压制成型，在真空退火炉中500℃，2小时退火处理即可得特性符合产品要求的锰锌功率铁氧体磁芯。
实施例三：
采用Fe2O355mol%、ZnO11mol%、MnO34mol%，在2000℃条件下进行真空冶炼，然后水雾化制粉，按优选粒度调配，加入0.1wt%的氧化硼、0.2wt%的高岭土、各0.3wt%的硬脂酸锌与硬脂酸钡，混合均匀后在6t/cm2压力下压制成型，在真空退火炉中700℃，1.5小时退火处理即可得特性符合产品要求的锰锌功率铁氧体磁芯。
三种实例测试起始磁导率μi、功率损耗Pcv对比如下表所示：
从上表可以看出，本发明实施例所制备的锰锌铁氧体磁芯为锰锌功率铁氧体磁芯，在100kHz和300kHz的功率损耗均较低。

Claims (6)

1.一种锰锌铁氧体磁粉芯制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）配料：原料由主料和辅料组成，其中主料包括Fe2O3、ZnO、MnO或者Mn3O4，主料中各组分间的比例关系为53～55mol%的Fe2O3，32～34mol%的MnO、Mn3O4其中的一种或两者的混合，其余为ZnO；
（2）冶炼：把Fe2O3、ZnO、MnO或Mn3O4按从下往上的顺序放入真空炉，然后盖上炉盖抽真空进行冶炼，冶炼温度1400～2000℃；
（3）将上述冶炼熔液进行水雾化或气雾化制粉；
（4）把上述粉料按粒度进行配比，然后加入辅料混合均匀，压制成型；
（5）在真空退火炉中500～800℃退火1～2小时即可得锰锌铁氧体磁粉芯。
2.根据权利要求1所述的锰锌铁氧体磁粉芯制备方法，其特征在于：所述辅料由氧化硼、高岭土、硬脂酸锌及硬脂酸钡组成，辅料的添加比例为主料的0～2wt%。
3.根据权利要求2所述的锰锌铁氧体磁粉芯制备方法，其特征在于：辅料中各组分的添加比例为：氧化硼0.1～0.3wt%，高岭土0.1～0.3wt%，硬脂酸锌0.15～0.3wt%，硬脂酸钡0.15～0.3wt%。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的锰锌铁氧体磁粉芯制备方法，其特征在于：在真空炉中的冶炼温度范围为1800～1900℃。
5.根据权利要求4所述的锰锌铁氧体磁粉芯制备方法，其特征在于：制粉方式选择水雾化制粉，粒度配比为160目～200目的占10wt%，200～400目35wt%，400目以上的占55wt%。
6.一种锰锌铁氧体磁粉芯，其特征在于：由上述权利要求1至5任意一项所述的锰锌铁氧体磁粉芯制备方法制备而成。
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