CN106145916A - 宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺 - Google Patents

Abstract

宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺，涉及磁性材料制备技术领域，通过称取三氧化二铁71～72wt％、四氧化三锰22.0-22.5wt％、氧化锌7.0～7.5wt％进行分散后加入其他助剂，进行喷雾烧结，最后进行细碎，干燥，包装得到。本发明的有益效果为：采用本发明新型工艺制备的软磁铁氧体材料具有制备方法简单，温度控制合理，制备的软磁铁氧体材料均有电感应效果好，使用效果明显的优势，电能转换率强，同时电能损耗也相对比较小，节能减排，对环境无害。

Description

宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺

技术领域

本发明涉及磁性材料制备技术领域，具体涉及一种宽温低功耗宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺。

背景技术

随着能源的日益萎缩和环境的污染加剧，国际上对减少能源损耗和污染排放的要求越来越高。有资料表明，仅在德国，每年的待机能源损耗就达到200亿kwh左右，相当于柏林市一年的电力需求。美国也颁布相应法规，限定时间减低待机功耗。而世界各大汽车厂商纷纷推出电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)及燃料电池电动汽车(FCEV)来应对这种压力。

中国在节能减排领域与世界处于同一起跑线，但是要发展这一领域，如没有基础材料作为保障，那么就会受到制约。而锰锌铁氧体作为电子功能基础材料之一被广泛应用于家电、汽车、绿色照明灯领域。其功能之一就是能源的变化和传输，要求在各种环境下变换传输过程中损耗越小越好。在目前的材料中，传统的锰锌铁氧体虽然在100℃时的功率损耗从500kw/m₃渐次下降到410kw/m₃、300kw/m₃直至250kw/m₃，但是常温下的功率损耗保持在600kw/m₃左右。为此急需一种从常温到高温都具有较低功率损耗的锰锌铁氧体材料来适应这种应用领域的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种制备方法简单，配比合理，制备的软磁铁氧体材料磁感应强度高的宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、选用自动秤，按照三氧化二铁71～72wt％、四氧化三锰22.0-22.5wt％、 氧化锌7.0～7.5wt％的配比量称取主原料；

b、将步骤a中秤量后的三种原材料投入到高速分散机内，然后添加去离子水和分散剂，去离子水：分散剂：三种原材料为120:79:1，混合后进行初步分散；

c、将步骤b中分散后的原料投入到卧式砂磨机砂磨混合，砂磨后的粒径D50的控制在0.7～1.5μm，D90的控制在1.0～4μm，砂磨后的加入总分量0.2％的聚乙烯醇搅拌成胶料；

d、将步骤c对料浆进行一次喷雾造粒，颗粒粒径控制在70μm～750μm，优选90μm～370μm，含水率控制在0％～1％；

e、待步骤d一次喷雾造粒后进行预烧，预烧温度600℃～1100℃，预烧后的料氯离子含量控制在300ppm以下，优选150ppm以下；

f、预烧料经粗粉碎，气流分选粒径控制在D50的为1.0μm～5μm，D90的为2.0～10μm；

g、将步骤f中的粗粉碎料加入去离子水，粗粉碎料与去离子水的重量比为6：4，再加入粗粉碎料与去离子水总量的0.3％分散剂、粗粉碎料与去离子水总量的0.1％消泡剂进行高速分散；

h、待步骤g分散结束后，将物料投入卧式砂磨机细粉碎，细粉碎时加入细粉碎料0.8％的添加剂和细粉碎料0.2％的聚乙烯醇进行搅拌研磨，细粉碎后粒径为D50的控制在0.7μm～1.5μm，D90的控制在1μm～5μm；

i、将步骤h中料浆进行二次喷雾造粒，之后进入到干燥冷却设备，进一步对料粉进行微干燥，使料粉的含水率趋于一致，并进行冷却，将料粉最终温度调整到与室温相同，防止料粉在空气中由于温度过高和环境湿度的差异产生吸潮或蒸发水分，最终料粉的含水率控制在0.1％～1％之间，对于同一批料粉，含水率波动控制在±0.03％，即可完成制备，包装入库。

所述的步骤c和步骤h中添加的聚乙烯醇的质量比为0％～2％。

所述的步骤h中所述的添加剂为SiO₂、CaCO₃、Nb₂O₅、Co₃O₄、ZrO、Ta₂O₅、V₂O₅、Bi₂O₃、TiO₂、K₂CO₃、Na₂CO₃中的一种或者多种。

采用本发明新型工艺制备的软磁铁氧体材料：该材料的特点是在25～120℃的温度范围内功率损耗都比较低，所以电能损失受温度的影响较小，在25～120℃的电能损失变化为20％左右，而PC40则高达2倍以上，因此电能转换效率对温度变化的适应性变得更高，不同的使用环境都能保证，所以这是目前最高水平的功率材料。与此相对应的材料有日本JFE的MBT1，德国EPCOS的N95，韩国三和的PL-9及台湾越峰的P46。

图示对比：

为了表示本发明的磁芯材料的优越性，通过与市面上普通磁芯作出对比，具体见下表：

市售普通规格料

本发明制备的规格料

优越性体现在：

1、磁芯的功耗比同等材料偏低40％；

2、从常温到高温都能维持极低的功耗水平，真正实现“宽温”；

3、用本工艺的材料制作的磁芯，其密度达到4.9g/cm3以上，比普通的材料4.8g/cm3高出许多，磁芯的密度越高，其相应的抗电流饱和能力也会成倍提高，解决因提高抗饱和电流而增加磁芯有效体积的传统做法，达到节约能源与使用方便之目的；

4、居里温度的提高，保证了不同的使用环境下产品的正常使用。

本发明的有益效果为：采用本发明新型工艺制备的软磁铁氧体材料具有制备方法简单，温度控制合理，制备的软磁铁氧体材料均有电感应效果好，使用效果明显的优势，电能转换率强，同时电能损耗也相对比较小，节能减排，对环境无害。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺，包括以下步骤：

a、选用自动秤，按照三氧化二铁71～72wt％、四氧化三锰22.0-22.5wt％、氧化锌7.0～7.5wt％的配比量称取主原料；

b、将步骤a中秤量后的三种原材料投入到高速分散机内，然后添加去离子水和分散剂，去离子水：分散剂：三种原材料为120:79:1，混合后进行初步分散；

c、将步骤b中分散后的原料投入到卧式砂磨机砂磨混合，砂磨后的粒径D50的控制在0.7～1.5μm，D90的控制在1.0～4μm，砂磨后的加入总分量0.2％的聚乙烯醇搅拌成胶料，聚乙烯醇的质量比为0％～2％；

d、将步骤c对料浆进行一次喷雾造粒，颗粒粒径控制在70μm～750μm，优选90μm～370μm，含水率控制在0％～1％；

e、待步骤d一次喷雾造粒后进行预烧，预烧温度600℃～1100℃，预烧后的料氯离子含量控制在300ppm以下，优选150ppm以下；

f、预烧料经粗粉碎，气流分选粒径控制在D50的为1.0μm～5μm，D90的为2.0～10μm；

g、将步骤f中的粗粉碎料加入去离子水，粗粉碎料与去离子水的重量比为6：4，再加入粗粉碎料与去离子水总量的0.3％分散剂、粗粉碎料与去离子水总量的0.1％消泡剂进行高速分散；

h、待步骤g分散结束后，将物料投入卧式砂磨机细粉碎，细粉碎时加入细粉碎料0.8％的添加剂和细粉碎料0.2％的聚乙烯醇进行搅拌研磨，聚乙烯醇的质量比为0％～2％，细粉碎后粒径为D50的控制在0.7μm～1.5μm，D90的控制在1μm～5μm，所述的添加剂为SiO₂、CaCO₃、Nb₂O₅、Co₃O₄、ZrO、Ta₂O₅、V₂O₅、Bi₂O₃、TiO₂、K₂CO₃、Na₂CO₃中的一种或者多种；

i、将步骤h中料浆进行二次喷雾造粒，之后进入到干燥冷却设备，进一 步对料粉进行微干燥，使料粉的含水率趋于一致，并进行冷却，将料粉最终温度调整到与室温相同，防止料粉在空气中由于温度过高和环境湿度的差异产生吸潮或蒸发水分，最终料粉的含水率控制在0.1％～1％之间，对于同一批料粉，含水率波动控制在±0.03％，即可完成制备，包装入库。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、选用自动秤，按照三氧化二铁71～72wt％、四氧化三锰22.0-22.5wt％、氧化锌7.0～7.5wt％的配比量称取主原料；

b、将步骤a中秤量后的三种原材料投入到高速分散机内，然后添加去离子水和分散剂，去离子水：分散剂：三种原材料为120:79:1，混合后进行初步分散；

c、将步骤b中分散后的原料投入到卧式砂磨机砂磨混合，砂磨后的粒径D50的控制在0.7～1.5μm，D90的控制在1.0～4μm，砂磨后的加入总分量0.2％的聚乙烯醇搅拌成胶料；

d、将步骤c对料浆进行一次喷雾造粒，颗粒粒径控制在70μm～750μm，优选90μm～370μm，含水率控制在0％～1％；

e、待步骤d一次喷雾造粒后进行预烧，预烧温度600℃～1100℃，预烧后的料氯离子含量控制在300ppm以下，优选150ppm以下；

f、预烧料经粗粉碎，气流分选粒径控制在D50的为1.0μm～5μm，D90的为2.0～10μm；

g、将步骤f中的粗粉碎料加入去离子水，粗粉碎料与去离子水的重量比为6：4，再加入粗粉碎料与去离子水总量的0.3％分散剂、粗粉碎料与去离子水总量的0.1％消泡剂进行高速分散；

h、待步骤g分散结束后，将物料投入卧式砂磨机细粉碎，细粉碎时加入细粉碎料0.8％的添加剂和细粉碎料0.2％的聚乙烯醇进行搅拌研磨，细粉碎后粒径为D50的控制在0.7μm～1.5μm，D90的控制在1μm～5μm；

i、将步骤h中料浆进行二次喷雾造粒，之后进入到干燥冷却设备，进一步对料粉进行微干燥，使料粉的含水率趋于一致，并进行冷却，将料粉最终温度调整到与室温相同，防止料粉在空气中由于温度过高和环境湿度的差异产生吸潮或蒸发水分，最终料粉的含水率控制在0.1％～1％之间，对于同一批料粉，含水率波动控制在±0.03％，即可完成制备，包装入库。

2.根据权利要求1所述的宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺，其特征在于：所述的步骤c和步骤h中添加的聚乙烯醇的质量比为0％～2％。

3.根据权利要求1所述的宽温低功耗软磁铁氧体材料新型制备工艺，其特征在于：所述的步骤h中所述的添加剂为SiO₂、CaCO₃、Nb₂O₅、Co₃O₄、ZrO、Ta₂O₅、V₂O₅、Bi₂O₃、TiO₂、K₂CO₃、Na₂CO₃中的一种或者多种。