CN106220157A - 一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钴、氧化铋、氧化锆、氧化硼、石墨烯、环氧树脂、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、铜、铌、钐和氧化钼的副成分；所述主成分与副成分按照重量份为：主成分40‑50重量份、副成分2‑8重量份。本发明通过在其内部添加多种元素，提升铁氧体颗粒的分散性和可压缩性，使铁氧体颗粒沿易磁化方向的排列程度得到大幅增强，这大幅提高了铁氧体颗粒的取向度以及成型铁氧体的密度，因此能够使铁氧体的磁性能大幅提高，原料成本低，适合于大范围推广使用。

Description

一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及铁氧体技术领域，具体涉及一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法。
背景技术
电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开。电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的涟波，而获得比较纯净的直流输出。最基本的滤波器，是由一个电容器和一个电感器构成，称为L型滤波。所有各型的滤波器，都是集合L型单节滤波器而成。基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成，串联臂为电感器，并联臂为电容器。在电源及声频电路中之滤波器，最通用者为L型及π型两种。
其中，滤波器磁芯是滤波器的重要组成部分，滤波器磁芯一般采用铁氧体磁性材料制成。作为代表性的铁氧体烧结磁体，已知有具有六方晶的M型磁铁铅矿结构的Sr铁氧体(SrFe12019)和Ba铁氧体(BaFe12019)。这些铁氧体烧结磁体，以氧化铁和锶(Sr)或钡(Ba)的碳酸盐等为原料，通过粉末冶金法比较廉价地制造。
近年来，出于对环境的保护等，在汽车用电装部件、电气设备用零件等之中，以零件的小型、轻量化以及高效率化为目的，要求铁氧体烧结磁体的高性能化。特别是用于汽车用电装部件的电动机，其所要求的铁氧体烧结磁体，一面要保持高残留磁通密度Br(以下，仅称为“Br”)，一面要具有即使在薄型化时的强大的反磁场作用下也不会去磁的高矫顽力。为了实现铁氧体烧结磁体的磁体特性的提高，提出有各种各样的提案。例如，日本特开2006-104050号提出有一种CaLaCo铁氧体，其使各构成元素的原子比和摩尔比n的值最佳化，并且以特定的比率含有La和Co，国际公开第2007/060757号提出有一种以La和Ba置换了Ca的一部分的CaLaCo铁氧体，国际公开第2007/077811号提出有一种以La和Sr置换了Ca的一部分的CaLaCo铁氧体。
虽然磁体特性均有所提高，但是需要Co含量以原子比计为0.3左右，与目前市场所提供的SrLaCo铁氧体烧结磁体的Co含量(以原子比计为0.2左右)相比，必须大量使用Co。Co的价格相当于铁氧体磁体的主成分、即氧化铁的十倍至数十倍。因此，原料成本的增大不可避免，有铁氧体烧结磁体的价格上升这样的问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法。
为实现上述目的，一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钴、氧化铋、氧化锆、氧化硼、石墨烯、环氧树脂、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、铜、铌、钐和氧化钼的副成分；
所述主成分与副成分按照重量份为：主成分40-50重量份、副成分2-8重量份；
所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁30-40重量份、氧化锌10-20重量份、氧化锰5-15重量份；
所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅10-20重量份、氧化钙8-12重量份、氧化镁5-9重量份、氧化钴4-8重量份、氧化铋1-5重量份、氧化硼1-5重量份、石墨烯6-10重量份、环氧树脂8-12重量份、氧化铝2-8重量份、碳酸钙4-8重量份、二氧化钛2-6重量份、铜6-12重量份、铌1-5重量份、钐2-6重量份、氧化钼5-9重量份。
作为本发明的优选方案：所述主成分与副成分按照重量份为：主成分42-48重量份、副成分3-7重量份。
作为本发明的优选方案：所述主成分与副成分按照重量份为：主成分45重量份、副成分5重量份。
作为本发明的优选方案：所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁32-38重量份、氧化锌12-18重量份、氧化锰7-13重量份。
作为本发明的优选方案：所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁35重量份、氧化锌15重量份、氧化锰10重量份。
作为本发明的优选方案：所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅12-18重量份、氧化钙9-11重量份、氧化镁6-8重量份、氧化钴5-7重量份、氧化铋2-4重量份、氧化硼2-4重量份、石墨烯7-9重量份、环氧树脂9-11重量份、氧化铝4-6重量份、碳酸钙5-7重量份、二氧化钛3-5重量份、铜8-10重量份、铌2-4重量份、钐3-5重量份、氧化钼6-8重量份。
作为本发明的优选方案：所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅15重量份、氧化钙10重量份、氧化镁7重量份、氧化钴6重量份、氧化铋3重量份、氧化硼3重量份、石墨烯8重量份、环氧树脂10重量份、氧化铝5重量份、碳酸钙6重量份、二氧化钛4重量份、铜9重量份、铌3重量份、钐4重量份、氧化钼7重量份。
本发明还提供一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成主成分，按照重量份称重，粉碎后过100-200目筛后混合均匀备用；
(2)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成副成分，按照重量份称重，粉碎后过100-200目筛后混合均匀备用；
(3)将步骤(1)、步骤(2)的主成分、副成分混合均匀备用；
(4)将步骤(3)的原料经过预烧、粉碎、造粒，模压成型为毛坯；
(5)将毛坯在1200-1400。℃烧结，再经过磨削加工、检查和包装制得用于滤波器磁芯的铁氧体材料的成品。
由于上述方案技术的运用，本发明发明较现有技术具备以下有益效果：本发明提出一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法，其通过在其内部添加多种元素，提升铁氧体颗粒的分散性和可压缩性，使铁氧体颗粒沿易磁化方向的排列程度得到大幅增强，这大幅提高了铁氧体颗粒的取向度以及成型铁氧体的密度，因此能够使铁氧体的磁性能大幅提高，原料成本低，使得磁性材料的矫顽力，以及抗腐蚀性能均得以显著提升；同时，使得磁性材料的粘合强度与流动性有所提高。并且，制备方法简单易行，适合于大范围推广使用。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明公开一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法，以下结合提出的实施例结构对本发明进一步说明。
实施例1一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钴、氧化铋、氧化锆、氧化硼、石墨烯、环氧树脂、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、铜、铌、钐和氧化钼的副成分；
所述主成分与副成分按照重量份为：主成分40重量份、副成分2重量份；
所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁30重量份、氧化锌10重量份、氧化锰5重量份；
所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅12重量份、氧化钙9重量份、氧化镁6重量份、氧化钴5重量份、氧化铋2重量份、氧化硼2重量份、石墨烯7重量份、环氧树脂9重量份、氧化铝4重量份、碳酸钙5重量份、二氧化钛3重量份、铜8重量份、铌2重量份、钐3重量份、氧化钼6重量份。
本发明还提供一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成主成分，按照重量份称重，粉碎后过100目筛后混合均匀备用；
(2)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成副成分，按照重量份称重，粉碎后过100目筛后混合均匀备用；
(3)将步骤(1)、步骤(2)的主成分、副成分混合均匀备用；
(4)将步骤(3)的原料经过预烧、粉碎、造粒，模压成型为毛坯；
(5)将毛坯在1200℃烧结，再经过磨削加工、检查和包装制得用于滤波器磁芯的铁氧体材料的成品。
实施例2一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法
一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钴、氧化铋、氧化锆、氧化硼、石墨烯、环氧树脂、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、铜、铌、钐和氧化钼的副成分；
所述主成分与副成分按照重量份为：主成分45重量份、副成分5重量份。
所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁35重量份、氧化锌15重量份、氧化锰10重量份。
所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅15重量份、氧化钙10重量份、氧化镁7重量份、氧化钴6重量份、氧化铋3重量份、氧化硼3重量份、石墨烯8重量份、环氧树脂10重量份、氧化铝5重量份、碳酸钙6重量份、二氧化钛4重量份、铜9重量份、铌3重量份、钐4重量份、氧化钼7重量份。
本发明还提供一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成主成分，按照重量份称重，粉碎后过120目筛后混合均匀备用；
(2)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成副成分，按照重量份称重，粉碎后过120目筛后混合均匀备用；
(3)将步骤(1)、步骤(2)的主成分、副成分混合均匀备用；
(4)将步骤(3)的原料经过预烧、粉碎、造粒，模压成型为毛坯；
(5)将毛坯在1300℃烧结，再经过磨削加工、检查和包装制得用于滤波器磁芯的铁氧体材料的成品。
实施例3一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料及其制备方法
一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钴、氧化铋、氧化锆、氧化硼、石墨烯、环氧树脂、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、铜、铌、钐和氧化钼的副成分；
所述主成分与副成分按照重量份为：主成分50重量份、副成分8重量份；
所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁40重量份、氧化锌20重量份、氧化锰15重量份；
所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅20重量份、氧化钙12重量份、氧化镁9重量份、氧化钴8重量份、氧化铋5重量份、氧化硼5重量份、石墨烯10重量份、环氧树脂12重量份、氧化铝8重量份、碳酸钙8重量份、二氧化钛2-6重量份、铜12重量份、铌5重量份、钐6重量份、氧化钼9重量份。
本发明还提供一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成主成分，按照重量份称重，粉碎后过200目筛后混合均匀备用；
(2)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成副成分，按照重量份称重，粉碎后过200目筛后混合均匀备用；
(3)将步骤(1)、步骤(2)的主成分、副成分混合均匀备用；
(4)将步骤(3)的原料经过预烧、粉碎、造粒，模压成型为毛坯；
(5)将毛坯在1400℃烧结，再经过磨削加工、检查和包装制得用于滤波器磁芯的铁氧体材料的成品。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，其特征在于，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钴、氧化铋、氧化锆、氧化硼、石墨烯、环氧树脂、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、铜、铌、钐和氧化钼的副成分；
所述主成分与副成分按照重量份为：主成分40-50重量份、副成分2-8重量份；
所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁30-40重量份、氧化锌10-20重量份、氧化锰5-15重量份；
所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅10-20重量份、氧化钙8-12重量份、氧化镁5-9重量份、氧化钴4-8重量份、氧化铋1-5重量份、氧化硼1-5重量份、石墨烯6-10重量份、环氧树脂8-12重量份、氧化铝2-8重量份、碳酸钙4-8重量份、二氧化钛2-6重量份、铜6-12重量份、铌1-5重量份、钐2-6重量份、氧化钼5-9重量份。
2.根据权利要求1所述的一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，其特征在于，所述主成分与副成分按照重量份为：主成分42-48重量份、副成分3-7重量份。
3.根据权利要求2所述的一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，其特征在于，所述主成分与副成分按照重量份为：主成分45重量份、副成分5重量份。
4.根据权利要求1所述的一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，其特征在于，所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁32-38重量份、氧化锌12-18重量份、氧化锰7-13重量份。
5.根据权利要求4所述的一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，其特征在于，所述主成分的各原料按照重量重量份为：氧化铁35重量份、氧化锌15重量份、氧化锰10重量份。
6.根据权利要求1所述的一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，其特征在于，所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅12-18重量份、氧化钙9-11重量份、氧化镁6-8重量份、氧化钴5-7重量份、氧化铋2-4重量份、氧化硼2-4重量份、石墨烯7-9重量份、环氧树脂9-11重量份、氧化铝4-6重量份、碳酸钙5-7重量份、二氧化钛3-5重量份、铜8-10重量份、铌2-4重量份、钐3-5重量份、氧化钼6-8重量份。
7.根据权利要求6所述的一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料，其特征在于，所述副成分的各原料按照重量重量份为：氧化硅15重量份、氧化钙10重量份、氧化镁7重量份、氧化钴6重量份、氧化铋3重量份、氧化硼3重量份、石墨烯8重量份、环氧树脂10重量份、氧化铝5重量份、碳酸钙6重量份、二氧化钛4重量份、铜9重量份、铌3重量份、钐4重量份、氧化钼7重量份。
8.根据权利要求1-3任一所述的一种用于滤波器磁芯的铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成主成分，按照重量份称重，粉碎后过100-200目筛后混合均匀备用；
(2)将用于滤波器磁芯的铁氧体材料的组成副成分，按照重量份称重，粉碎后过100-200目筛后混合均匀备用；
(3)将步骤(1)、步骤(2)的主成分、副成分混合均匀备用；
(4)将步骤(3)的原料经过预烧、粉碎、造粒，模压成型为毛坯；
(5)将毛坯在1200-1400℃烧结，再经过磨削加工、检查和包装制得用于滤波器磁芯的铁氧体材料的成品。
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