CN105645943A - 一种高Bs软磁铁氧体材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高Bs软磁铁氧体材料，所述铁氧体材料包括主成分、常规添加剂和微量元素添加剂。其中，主成分按照摩尔百分比包括：53.5～55.5mol％氧化铁(Fe2O3)、38.5～40.3mol％氧化锰(MnO)及4.8～6.8mol％氧化锌(ZnO)。所述微量元素添加剂采用的是氧化硅(SiO2)、碳酸钙(CaCO3)、五氧化二铌(Nb2O5)四氧化三钴(Co3O4)、五氧化二钒(V2O5)、二氧化锡(SnO2)、氧化亚镍(NiO)、碳酸锂(Li2CO3)、二氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化钼(MoO3)的混合体或其中数种微量元素添加剂的混合体。得到的铁氧体材料制作成本较低，具有较高的导磁率和较低的磁芯损耗，并且大幅度提高了产品的饱和磁感应强度。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，具体地，本发明涉及一种软磁铁氧体材料。
背景技术
软磁铁氧体材料是以Fe2O3为主成分，用来制备具有软磁特性铁氧体的材料，主要特点为容易磁化，也容易退磁。软磁铁氧体材料是一种用途广、产量大、成本低的基础材料，是电子、机电工业重要的支柱产品之一，它的推广应用直接影响到电子信息、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展，也是衡量一个国家经济发达程度的标志之一。软磁铁氧体材料具有高磁导率、高电阻率、低损耗、良好的高频特性及陶瓷的耐磨性，因而在电视机的电子束偏转线圈、回扫变压器、收音机扼流圈、中周变压器、电感器、开关电源、通讯设备、滤波器、计算机、电子镇流器、LED等绿色照明、太阳能及风能等新能源、汽车电子、物联网等领域得到广泛应用；随着电子技术日益广泛的应用，特别是数字电路和开关电源应用的普及，电磁干扰(EMI)问题日益重要，世界各国对电子仪器及测量设备抗电磁干扰性能提出的标准越来越高。因此，以软磁铁氧体为基础的EMI磁性元件发展迅速，产品种类繁多，如电磁干扰抑制器、电波吸收材料、倍频器、调制器等，己成为现代军事电子设备、工业和民用电子仪器不可缺少的组成部分。
CN102194561A公开了一种软磁铁氧体材料及其制备方法，CN1627454A公开了一种低损耗软磁锰锌铁氧体，CN102942356B公开了一种软磁铁氧体材料，上述的三件专利均是对氧化铁(Fe2O3)、氧化锰(MnO)与氧化锌(ZnO)的摩尔配比及各种常规添加剂份量的限定。我公司在生产实验中得出一些能够有效提升饱和磁感应强度的微量元素添加剂。
我公司之前应用中的铁氧体材料主要MP4A、MP4B、MP4C及MP95牌号的产品，也是目前市场上铁氧体材料的主流产品，其各个牌号产品的配方组成与组成含量如下：
MP4A铁氧体材料的配方组成与组成含量为：
MP4B铁氧体材料的配方组成与组成含量为：
MP4C铁氧体材料的配方组成与组成含量为：
MP95铁氧体材料的配方组成与组成含量为：
目前有客户要求产品性能达到：初始导磁率在2400左右，而磁芯损耗100℃时在420KW/m3以内，饱和磁感应强度Bs：100℃时在430mT,120℃时在400mT,而目前所使用的传统铁氧体材料无法保证批量生产符合此要求的产品。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种高Bs软磁铁氧体材料，在常规铁氧体材料配方中加入数种微量元素添加剂，以达到增加饱和磁感应强度的效果。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：一种高Bs软磁铁氧体材料，所述铁氧体材料包括主成分、常规添加剂和微量元素添加剂。其中，主成分按照摩尔百分比包括：
53.5～55.5mol％氧化铁(Fe2O3)
38.5～40.3mol％氧化锰(MnO)
4.8～6.8mol％氧化锌(ZnO)；
常规添加剂按照占所述高Bs软磁铁氧体材料的重量百分比计包括：
微量元素添加剂按照占所述高Bs软磁铁氧体材料的重量百分比计包括：
所述所述Fe2O3的含量可以为53.5mol％、53.6mol％、53.7mol％、53.8mol％、53.9mol％、54mol％、54.1mol％、54.2mol％、54.3mol％、54.4mol％、54.5mol％、54.6mol％、54.7mol％、54.8mol％、54.9mol％、55mol％、55.1mol％、55.2mol％、55.3mol％、55.4mol％、55.5mol％。
所述MnO的含量可以为38.5mol％、38.6mol％、38.7mol％、38.8mol％、38.9mol％、39mol％、39.1mol％、39.2mol％、39.3mol％、39.4mol％、39.5mol％、39.6mol％、39.7mol％、39.8mol％、39.9mol％、40mol％、40.1mol％、40.2mol％、40.3mol％、40.4mol％、40.5mol％。
所述ZnO的含量可以为4.8mol％、4.9mol％、5mol％、5.1mol％、5.2mol％、5.3mol％、5.4mol％、5.5mol％、5.6mol％、5.7mol％、5.8mol％、5.9mol％、6mol％、6.1mol％、6.2mol％、6.3mol％、6.4mol％、6.5mol％、6.6mol％、6.7mol％、6.8mol％。
所述氧化硅(SiO2)的含量可以为40ppm、45ppm、48ppm、50ppm、60ppm、80ppm、86ppm、90ppm、97ppm、100ppm、112ppm、124ppm、136ppm、140ppm、143ppm、148ppm、150ppm等。
所述碳酸钙(CaCO3)的含量可以为：600ppm、650ppm、700ppm、760ppm、800ppm、809ppm、810ppm、830ppm、850ppm、875ppm、890ppm、1000ppm、1080ppm、1090ppm、1110ppm、1140ppm、1170ppm、1190ppm、1200ppm等。
所述五氧化二铌(Nb2O5)的含量可以为：200ppm、210ppm、220ppm、230ppm、300ppm、350ppm、370ppm、400ppm、410ppm、450ppm、475ppm、481ppm、490ppm、500ppm等。
所述四氧化三钴(Co3O4)的含量可以为：800ppm、1000ppm、1400ppm、1500ppm、1700ppm、1800ppm、2000ppm等。
所述五氧化二钒(V2O5)的含量可以为：200ppm、250ppm、300ppm、450ppm、500ppm、530ppm、650ppm、680ppm、700ppm等。
所述微量元素添加剂采用的是二氧化锡(SnO2)、氧化亚镍(NiO)、碳酸锂(Li2CO3)、二氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化钼(MoO3)的混合体或其中数种微量元素添加剂的混合体。其中每一份微量元素添加剂均可单独添加，也可以不添加，所以每一项微量元素添加剂的含量均为0至某个数值的范围，主要考虑的因素包括对制备的磁氧体初始导磁率、磁感应饱和强度及原料成本。
优选地，所述微量元素添加剂按照占所述高Bs软磁铁氧体材料的重量百分比计包括：
优选地，所述微量元素添加剂按照占所述高Bs软磁铁氧体材料的重量百分比计包括：
优选地，所述微量元素添加剂按照占所述高Bs软磁铁氧体材料的重量百分比计包括：
优选地，所述微量元素添加剂按照占所述高Bs软磁铁氧体材料的重量百分比计包括：
优选地，所述微量元素添加剂按照占所述高Bs软磁铁氧体材料的重量百分比计包括：
本发明所述软磁铁氧体材料可采用常规方法制备，先对配方中组成材料进行检测，检测合格后，按配方比例将组成材料混合后，经过振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后，完成了软磁铁氧体材料的粉体制备，通过对粉体的试压、试烧和检测，完成对材料性能合格与否的判定。
本发明的目的之一还在于提供一种所述软磁铁氧体材料的用途。所述软磁铁氧体材料可用于制备高Bs软磁铁氧体。
使用本发明所述软磁铁氧体材料制造铁氧体磁芯的方法为现有技术，可采用的主要工艺流程为：成型、烧结、研磨、清洁、分测、包装。所属领域技术人员也可采用其它方法使用本发明所述高Bs软磁铁氧体材料制造铁氧体磁芯。
在本发明中，所述主成分(即Fe2O3、MnO和ZnO)中每种组分的摩尔百分比为它们中的每种组分占主成分总摩尔量的百分比，例如Fe2O3的量为53.5mol％，指Fe2O3的摩尔量占主成分的各组分总摩尔量的百分比为53.5％。
本发明所述添加剂的计量单位为ppm，即溶质质量占全部溶液质量的百万分比,也称百万分比浓度，其换算公式为1ppm＝0.001‰。
有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果是：
本发明通过调整铁氧体材料主成份的摩尔比例，并且添加一定的微量元素添加剂，实现了增加饱和磁感应强度的目的。与我公司生产的MP4A、MP4B、MP95主流牌号铁氧体材料相比，各项性能均有了大幅度提升，初始磁导率更高，生产成的磁芯使用中损耗更低。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1
本实施例通过按照材料配方将各原材料混合、振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的高Bs软磁铁氧体材料：
将上述颗粒粉料压制成(目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环，在试验气氛炉中采用功率铁氧体烧结气氛进行烧结。对样环进行测试，测试结果见表1。
实施例2
本实施例通过按照材料配方将各原材料混合、振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的高Bs软磁铁氧体材料：
将上述颗粒粉料压制成(目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环，在试验气氛炉中采用功率铁氧体烧结气氛进行烧结。对样环进行测试，测试结果见表1。
实施例3
本实施例通过按照材料配方将各原材料混合、振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的高Bs软磁铁氧体材料：
将上述颗粒粉料压制成(目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环，在试验气氛炉中采用功率铁氧体烧结气氛进行烧结。对样环进行测试，测试结果见表1。
实施例4
本实施例通过按照材料配方将各原材料混合、振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的高Bs软磁铁氧体材料：
将上述颗粒粉料压制成(目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环，在试验气氛炉中采用功率铁氧体烧结气氛进行烧结。对样环进行测试，测试结果见表1。
实施例5
本实施例通过按照材料配方将各原材料混合、振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的高Bs软磁铁氧体材料：
将上述颗粒粉料压制成(目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环，在试验气氛炉中采用功率铁氧体烧结气氛进行烧结。对样环进行测试，测试结果见表1。
表1：实施例与对照例材料制成磁芯性能对照表
上述对照表中采用的对照例：MP4AMP4BMP95均为我公司在生产的主流材料牌号，其组分配方见背景技术中相关内容。
由表1可知，本发明所述的一种高Bs软磁铁氧体材料与对照例相比，具有较高的导磁率和较低的磁芯损耗，并且饱和磁感应强度得到了较大幅度的提高，符合本类材料技术指标要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高Bs软磁铁氧体材料，由以下组分组成：
2.一种高Bs软磁铁氧体材料，由以下组分组成：
。
3.一种高Bs软磁铁氧体材料，由以下组分组成：
4.一种高Bs软磁铁氧体材料，由以下组分组成：
。
5.一种高Bs软磁铁氧体材料，由以下组分组成：
。
6.根据权利要求1-5所述任一项高Bs软磁铁氧体材料的用途，其特征在于：所述的高Bs软磁铁氧体材料用于制备铁氧体磁芯。
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