CN104332269A - 一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料，它包括主料和添加剂，所述的主料按照摩尔比包括：58-64.5mol的Fe₂O₃、16.8-24mol的氧化锰、12.0-14mol的氧化锌、4.6-6mol的四氧化三铁、0.1-0.3mol的硅酸钠、0.1-0.2mol的钛酸钡、0.01-0.02mol的稀土复合导磁粉体；添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括：60-100ppm的氧化钼、50-100ppm的硼化二钨、60-100ppm的锌粉，本发明的铁氧体磁芯材料加入的稀土复合导磁粉体磁能积高，磁性稳定，制备方法简单，成品具有晶界电阻率高，气孔率低、晶粒大而均匀的特点。

Description

一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料

技术领域

    本发明主要涉及氧化物磁性材料制造领域，尤其涉及一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料。 

背景技术

随着通信技术和电子产品数字化的发展，对软磁铁氧体和元件提出了新的要求，高性能高磁导率磁芯广泛应用于各类电信及信息用基本材料，如共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器等领域得到了广泛应用。现在电子通讯行业需要铁氧体磁芯具有低磁芯损耗和高磁导率，以满足现在电器设备的微型化和高效率的要求，现有的磁芯难以满足上述要求; 

稀土制得的永磁材料其磁能积可达碳钢的150倍、铝镍钴永磁材料的3～5倍 ，永磁铁氧体的8～10倍，温度系数低，磁性稳定，矫顽力高达800千安/米。主要用于低速转矩电动机、启动电动机、传感器、磁推轴承等的磁系统。钕铁硼永磁材料是第三代稀土永磁材料，其剩磁、矫顽力和最大磁能积比前者高，不易碎，有较好的机械性能，合金密度低，有利于磁性元件的轻型化、薄型化、小型和超小型化。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料，它包括主料和添加剂，所述的主料按照摩尔比包括：58-64.5 mol 的Fe₂O₃、16.8-24 mol 的氧化锰、12.0-14 mol的氧化锌、4.6-6mol的四氧化三铁、0.1-0.3mol的硅酸钠、0.1-0.2 mol的钛酸钡、0.01-0.02 mol的稀土复合导磁粉体；添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括：60-100ppm的氧化钼、50-100ppm的硼化二钨、60-100ppm的锌粉；

所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤：

预混液的制备：

所述的预混液是由下述重量份的原料组成的：

硅灰石粉61-70、聚乙烯乙酸酯2-3、聚磷酸铵2-3、四硼酸钾1-2、硅烷偶联剂kh560 1-2、去离子水160-200；

将硅灰石粉在600-700℃下煅烧1-2小时后冷却，与聚磷酸铵混合，磨成80-100μm的细粉，加入聚乙烯乙酸酯，搅拌均匀后加入到去离子水中，加入剩余各原料，在55-70℃下搅拌混合20-30分钟，得预混液；

将质量比为1-2:5-7:100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合，58-65℃下搅拌混合30-40分钟，加入浓度为10-20%的乙酸，70-100转/分搅拌分散4-6分钟，加入氟化铵，搅拌混合20-30分钟，加入预混液，400-500转/分搅拌分散1-2小时，80-100℃下干燥20-30分钟，送入烧结炉，300-350℃下烧结4-6小时，即得所述稀土复合导磁粉体；

所述的氧化钕、乙酸、氟化铵的摩尔比为2-3:6-7：1-2；

所述的硅灰石粉与氧化钕的质量比为60-70:1。

一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料的制备方法，包括以下步骤： 

（1）将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐，2500-3000转/分搅拌混和2-3小时，送入回转炉预烧，在350-400℃下预烧2-3小时，送入研磨罐，加入稀土复合导磁粉体，研磨至细度为60-80μm；

（2）将添加剂送入研磨罐，加入添加剂重量0.1-0.2%的硼氢化钠、0.02-0.1%的二氯硅烷，研磨至细度为50-70μm；

（3）将上述处理后的各原料混合，加入混合料重量20-30%的水、1-2%的环烷酸皂，在60-70℃下搅拌混合20-30分钟；

（4）喷雾干燥，压制成坯，烧结，即得所述变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料。

本发明的优点是： 

    本发明的铁氧体磁芯材料加入的稀土复合导磁粉体磁能积高，磁性稳定，制备方法简单，成品具有晶界电阻率高，气孔率低、机械性能强，晶粒大而均匀的特点。

具体实施方式

实施例1 

一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料，其特征在于它包括主料和添加剂，所述的主料按照摩尔比包括：64.5 mol 的Fe₂O₃、16.8 mol 的氧化锰、12.0 mol的氧化锌、4.6mol的四氧化三铁、0.3mol的硅酸钠、0.2 mol的钛酸钡、0.02 mol的稀土复合导磁粉体；添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括：100ppm的氧化钼、100ppm的硼化二钨、100ppm的锌粉；

所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤：

预混液的制备：

所述的预混液是由下述重量份的原料组成的：

硅灰石粉61、聚乙烯乙酸酯3、聚磷酸铵2、四硼酸钾1、硅烷偶联剂kh560 1、去离子水200；

将硅灰石粉在700℃下煅烧2小时后冷却，与聚磷酸铵混合，磨成100μm的细粉，加入聚乙烯乙酸酯，搅拌均匀后加入到去离子水中，加入剩余各原料，在70℃下搅拌混合30分钟，得预混液；

将质量比为2:7:100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合，65℃下搅拌混合30分钟，加入浓度为10%的乙酸，100转/分搅拌分散6分钟，加入氟化铵，搅拌混合30分钟，加入预混液，500转/分搅拌分散2小时，80-100℃下干燥30分钟，送入烧结炉，350℃下烧结6小时，即得所述稀土复合导磁粉体；

所述的氧化钕、乙酸、氟化铵的摩尔比为3:7：1；

所述的硅灰石粉与氧化钕的质量比为70:1。

一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料的制备方法，包括以下步骤： 

（1）将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐，3000转/分搅拌混和2-3小时，送入回转炉预烧，在400℃下预烧3小时，送入研磨罐，加入稀土复合导磁粉体，研磨至细度为80μm；

（2）将添加剂送入研磨罐，加入添加剂重量0.2%的硼氢化钠、0.02%的二氯硅烷，研磨至细度为70μm；

（3）将上述处理后的各原料混合，加入混合料重量30%的水、2%的环烷酸皂，在70℃下搅拌混合30分钟；

（4）喷雾干燥，压制成坯，烧结，即得所述变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料。

经过检测，上述实施例1 所得的产品达到的主要技术性能指标： 

本发明磁芯的初始磁导率大于2700μi；

最大磁芯损耗（100Kc、200mT）单位：KW/m³: 366(100±2℃)；

居里温度高于240℃。

Claims (2)

1.一种变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料，其特征在于它包括主料和添加剂，所述的主料按照摩尔比包括：58-64.5 mol 的Fe₂O₃、16.8-24 mol 的氧化锰、12.0-14 mol的氧化锌、4.6-6mol的四氧化三铁、0.1-0.3mol的硅酸钠、0.1-0.2 mol的钛酸钡、0.01-0.02 mol的稀土复合导磁粉体；添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括：60-100ppm的氧化钼、50-100ppm的硼化二钨、60-100ppm的锌粉；

所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤：

预混液的制备：

所述的预混液是由下述重量份的原料组成的：

硅灰石粉61-70、聚乙烯乙酸酯2-3、聚磷酸铵2-3、四硼酸钾1-2、硅烷偶联剂kh560 1-2、去离子水160-200；

将硅灰石粉在600-700℃下煅烧1-2小时后冷却，与聚磷酸铵混合，磨成80-100μm的细粉，加入聚乙烯乙酸酯，搅拌均匀后加入到去离子水中，加入剩余各原料，在55-70℃下搅拌混合20-30分钟，得预混液；

将质量比为1-2:5-7:100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合，58-65℃下搅拌混合30-40分钟，加入浓度为10-20%的乙酸，70-100转/分搅拌分散4-6分钟，加入氟化铵，搅拌混合20-30分钟，加入预混液，400-500转/分搅拌分散1-2小时，80-100℃下干燥20-30分钟，送入烧结炉，300-350℃下烧结4-6小时，即得所述稀土复合导磁粉体；

所述的氧化钕、乙酸、氟化铵的摩尔比为2-3:6-7：1-2；

所述的硅灰石粉与氧化钕的质量比为60-70:1。

2.一种如权利要求1所述的变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐，2500-3000转/分搅拌混和2-3小时，送入回转炉预烧，在350-400℃下预烧2-3小时，送入研磨罐，加入稀土复合导磁粉体，研磨至细度为60-80μm；

（2）将添加剂送入研磨罐，加入添加剂重量0.1-0.2%的硼氢化钠、0.02-0.1%的二氯硅烷，研磨至细度为50-70μm；

（3）将上述处理后的各原料混合，加入混合料重量20-30%的水、1-2%的环烷酸皂，在60-70℃下搅拌混合20-30分钟；

（4）喷雾干燥，压制成坯，烧结，即得所述变压器用硅灰石基铁氧体磁芯材料。