CN103896570A

CN103896570A - 一种高磁导率铁氧体材料的制备方法

Info

Publication number: CN103896570A
Application number: CN201210587437.0A
Authority: CN
Inventors: 王继鹏
Original assignee: TIANJIN HAOGAO MAGNETS CO Ltd
Current assignee: TIANJIN HAOGAO MAGNETS CO Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明提供了一种高磁导率铁氧体材料及其制备方法，所述铁氧体材料按重量份数称取Fe₂O₃70.1-70.7份、MnO19.1-19.7份、ZnO9.9-10.5份、CaCO₃0.1-0.4份、SiO₂0.001-0.008份、Co₂O₃0.05-0.15份、TiO₂0.1-0.4份、聚乙烯醇0.5-1份、分散剂0.02-0.06份、消泡剂0.01-0.03份；预烧粉料后砂磨两小时；控制进口温度430-510℃，出口温度100-180℃，经喷雾塔喷成成品料；所述高磁导率铁氧体材料大大降低了减落系数（DF<2）。

Description

一种高磁导率铁氧体材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种铁氧体材料的制备方法，尤其是一种高磁导率铁氧体材料的制备方法。

背景技术

铁氧体材料（ferrite）是由以三价铁离子作为主要正离子成分的若干种氧化物组成，并呈现亚铁磁性或反铁磁性的材料。

铁氧体材料是一种具有铁磁性的金属氧化物。就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。由于铁氧体单位体积中储存的磁能较低，饱合磁化强度也较低（通常只有纯铁的1／3～1／5），因而限制了它在要求较高磁能密度的低频强电和大功率领域的应用。

铁氧体材料是一种非金属磁性材料，它是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物（例如：氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶等）配制烧结而成。它的相对磁导率可高达几千，电阻率是金属的1011倍，涡流损耗小，适合于制作高频电磁器件。铁氧体有硬磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁五类。旧称铁淦氧磁物或铁淦氧，其生产过程和外观类似陶瓷，因而也称为磁性瓷。铁氧体是铁和其他一种或多种适当的金属元素的复合氧化物，性质属于半导体，通常作为磁性介质应用，铁氧体磁性材料与金属或合金磁性材料之间最重要的区别在于导电性。通常前者的电阻率为102～108Ω·cm，而后者只有10-6～10-4Ω·cm。其中，软磁铁氧体材料主要有MnZn系、NiZn系、MgZn系三大类；若按应用特性参数分类，可分为高磁导率、功率铁氧体材料、高频铁氧体材料、高电阻率材料、甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频铁氧体）、高频大功率铁氧体材料等。

MnZn系铁氧体具有高的起始磁导率，较高的饱和磁感应强度，在无线电中频或低频范围有低的损耗，它是1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料，常用的MnZn系铁氧体起始磁导率μi=400-20000，饱和磁感应强度Bs=400-530mT。MgZn系铁氧体材料的电阻率较高，主要应用于制作显像管或显示管的偏转线圈磁芯。

NiZn系铁氧体使用频率100kHz～100MHz，最高可使用到300MHz，这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般为105～107Ωcm。因此，高频涡流损耗小，是1MHz以上高频段磁性能最优良材料，常用NiZn系材料的磁导率μi=5-1500，饱和磁感应强度Bs=250-400mT。

近年来，随着铁氧体材料的应用越来越广泛，铁氧体材料已经被应用于各种电感器、变压器、滤波器和扼流圈的制造，以及如电脑及其外部设备、办公自动化设备、数字通信和模拟通信设备、互联网、家用电器、电磁兼容设备、绿色照明装置、工业自动化等现代电子信息领域，和汽车、航空、军事领域。这就对铁氧体材料的特性有了更高和更具针对性的要求，例如在某些应用场合，如载波机器的电感线圈不但要求小型化，更重要的要求磁性材料具有高的稳定性，如果要求电感体积小，则材料的μi要高.但是μi与稳定性往往存在矛盾，必须在保证电感稳定可靠的前提下尽量提高μi。因此，需要根据实际需要，研发出更能适应现代科技需要的具有独特性能的铁氧体材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高磁导率铁氧体材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种高磁导率铁氧体材料，由Fe₂O₃、MnO、ZnO、CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃和TiO₂组成，按其重量份数计Fe₂O₃70.1-70.7份、MnO19.1-19.7份、ZnO9.9-10.5份、CaCO₃0.1-0.4份、SiO₂0.001-0.008份、Co₂O₃0.05-0.15份、TiO₂0.1-0.4份。

优选的，上述高磁导率铁氧体材料，按其重量份数计Fe₂O₃70.4份、MnO19.4份、ZnO10.2份、CaCO₃0.2份、SiO₂0.005份、Co₂O₃0.11份、TiO₂0.3份。

上述高磁导率铁氧体材料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）按上述重量份数称取Fe₂O₃70.1-70.7份、MnO19.1-19.7份、ZnO9.9-10.5份、CaCO₃0.1-0.4份、SiO₂0.001-0.008份、Co₂O₃0.05-0.15份、TiO₂0.1-0.4份、聚乙烯醇0.5-1份、分散剂（又称反絮凝剂）0.02-0.06份、消泡剂0.01-0.03份；

（2）将步骤（1）中称取的Fe₂O₃、MnO、ZnO进行混料后，于970-1070℃预烧粉料，在砂磨过程中加入CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃、TiO₂和聚乙烯醇、分散剂、消泡剂，砂磨两小时；

（3）控制进口温度430-510℃，出口温度100-180℃，经喷雾塔喷成成品料。

优选的，上述高磁导率铁氧体材料的制备方法，所述步骤（2）中于1000℃预烧粉料。

优选的，上述高磁导率铁氧体材料的制备方法，所述步骤（3）中控制进口温度460℃，出口温度150℃。

本发明的有益效果是：

上述高磁导率铁氧体材料，通过各组分的特定用量组合，大大降低了减落系数（DF<2），比温度系数TKμ/μi（0.3±0.2）*10^-6，温度区间（-10℃—55℃），可用于通讯设备，有效提高了通讯设备工作稳定性；其制备方法简单，适合规模化工业生产的需要。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。

实施例1

一种高磁导率铁氧体材料，由Fe₂O₃、MnO、ZnO、CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃和TiO₂组成，其中Fe₂O₃70.4kg、MnO19.4kg、ZnO10.2kg、CaCO₃0.2kg、SiO₂0.005kg、Co₂O₃0.11kg、TiO₂0.3kg。

上述高磁导率铁氧体材料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）称取Fe₂O₃70.4kg、MnO19.4kg、ZnO10.2kg、CaCO₃0.2kg、SiO₂0.005kg、Co₂O₃0.11kg、TiO₂0.3kg、聚乙烯醇0.7kg、分散剂（又称反絮凝剂，郓城玉川化工有限公司）0.05kg、消泡剂（天津市滨海新区旭峰精细化工厂）0.02kg；

（2）将步骤（1）中称取的Fe₂O₃、MnO、ZnO进行混料后，于1000℃预烧粉料，在砂磨过程中加入CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃、TiO₂和聚乙烯醇、分散剂、消泡剂，砂磨两小时；

（3）控制进口温度460℃，出口温度150℃，经喷雾塔喷成成品料。

实施例2

一种高磁导率铁氧体材料，由Fe₂O₃、MnO、ZnO、CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃和TiO₂组成，其中Fe₂O₃70.7kg、MnO19.1kg、ZnO9.9kg、CaCO₃0.4kg、SiO₂0.008kg、Co₂O₃0.15kg、TiO₂0.1kg。

上述高磁导率铁氧体材料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）称取Fe₂O₃70.7kg、MnO19.1kg、ZnO9.9kg、CaCO₃0.4kg、SiO₂0.008kg、Co₂O₃0.15kg、TiO₂0.1kg、聚乙烯醇0.5kg、分散剂（又称反絮凝剂，郓城玉川化工有限公司）0.06kg、消泡剂（天津市滨海新区旭峰精细化工厂）0.01kg；

（2）将步骤（1）中称取的Fe₂O₃、MnO、ZnO进行混料后，于1070℃预烧粉料，在砂磨过程中加入CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃、TiO₂和聚乙烯醇、分散剂、消泡剂，砂磨两小时；

（3）控制进口温度430℃，出口温度100℃，经喷雾塔喷成成品料。

实施例3

一种高磁导率铁氧体材料，由Fe₂O₃、MnO、ZnO、CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃和TiO₂组成，其中Fe₂O₃70.1kg、MnO19.7kg、ZnO10.5kg、CaCO₃0.1kg、SiO₂0.001kg、Co₂O₃0.05kg、TiO₂0.4kg。

上述高磁导率铁氧体材料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）称取Fe₂O₃70.1kg、MnO19.7kg、ZnO10.5kg、CaCO₃0.1kg、SiO₂0.001kg、Co₂O₃0.05kg、TiO₂0.4kg、聚乙烯醇1kg、分散剂（又称反絮凝剂，郓城玉川化工有限公司）0.02kg、消泡剂（天津市滨海新区旭峰精细化工厂）0.03kg；

（2）将步骤（1）中称取的Fe₂O₃、MnO、ZnO进行混料后，于970℃预烧粉料，在砂磨过程中加入CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃、TiO₂和聚乙烯醇、分散剂、消泡剂，砂磨两小时；

（3）控制进口温度510℃，出口温度180℃，经喷雾塔喷成成品料。

实施例4

一种高磁导率铁氧体材料，由Fe₂O₃、MnO、ZnO、CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃和TiO₂组成，其中Fe₂O₃70.5kg、MnO19.3kg、ZnO10.1kg、CaCO₃0.2kg、SiO₂0.003kg、Co₂O₃0.12kg、TiO₂0.2kg。

上述高磁导率铁氧体材料的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）称取Fe₂O₃70.5kg、MnO19.3kg、ZnO10.1kg、CaCO₃0.2kg、SiO₂0.003kg、Co₂O₃0.12kg、TiO₂0.2kg、聚乙烯醇0.8kg、分散剂（又称反絮凝剂，郓城玉川化工有限公司）0.04kg、消泡剂（天津市滨海新区旭峰精细化工厂）0.03kg；

（2）将步骤（1）中称取的Fe₂O₃、MnO、ZnO进行混料后，于1040℃预烧粉料，在砂磨过程中加入CaCO₃、SiO₂、Co₂O₃、TiO₂和聚乙烯醇、分散剂、消泡剂，砂磨两小时；

（3）控制进口温度500℃，出口温度130℃，经喷雾塔喷成成品料。

实施例1-4之一所述组分均为市售产品，将各组分用量按照相同比例增加或减少，所得各组分的重量份数关系均属于本发明的保护范围，其中，分散剂和消泡剂为本领域通用名词，为特定产品。

性能测试试验例：

测试对象：实施例1所述高磁导率铁氧体材料。

用T18*8*5环形磁芯绕20圈，HP4192A仪表测试电感量L（测试条件100KHz50mv）减落仪测试减落（1′和10′）高低温箱测试温度系数，测试温度点（-10℃、25℃、55℃），具体测试结果见表1。

表1

L	μi	DF	TKu/μi	55°C	25°C	-10°C	TKμ/μi
								9870	2761	1.7	0.21	10800	10610	10130	0.17

上述参照实施例对该一种高磁导率铁氧体材料的制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高磁导率铁氧体材料的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：

（1）按重量份数称取Fe₂O₃70.1-70.7份、MnO19.1-19.7份、ZnO9.9-10.5份、CaCO₃0.1-0.4份、SiO₂0.001-0.008份、Co₂O₃0.05-0.15份、TiO₂0.1-0.4份、聚乙烯醇0.5-1份、分散剂0.02-0.06份、消泡剂0.01-0.03份；

2.根据权利要求1所述的高磁导率铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中按重量份数称取Fe₂O₃70.4份、MnO19.4份、ZnO10.2份、CaCO₃0.2份、SiO₂0.005份、Co₂O₃0.11份、TiO₂0.3份。

3.根据权利要求1所述的高磁导率铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中于1000℃预烧粉料。

4.根据权利要求1所述的高磁导率铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中控制进口温度460℃，出口温度150℃。