CN107573051B - 一种不提高损耗改善MnZn功率铁氧体磁芯强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磁性材料领域，公开了一种不提高损耗改善MnZn功率铁氧体磁芯强度的方法，在制备所述MnZn功率铁氧体时添加200‑400ppm的CaCO3，240‑410ppm的V2O5，和100‑200ppm的ZrO2。本发明能够在不提高损耗的前提下，有效提高铁氧体的磁芯强度。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料领域，尤其涉及一种不提高损耗改善MnZn功率铁氧体磁芯强度的方法。
背景技术
虽然电子元器件体积变小，相对应的磁芯尺寸也变小，但是对磁芯的强度要求却进一步提高，以保证小磁芯在使用过程中不会断裂。
目前虽然有很多提高磁芯强度的方法，例如申请号为CN201010268612.0的中国专利公开了一种高弯曲强度铁氧体的制备方法，所述铁氧体是按以下步骤制备的：选料-混合-煅烧-造粒-成型-烧结。所述原料包括主料和辅料，主料：55.5～58.5mol％的Fe2O3，4.5～9.5mol％的ZnO，其余为MnO；辅料：0.5～1.5mol％的LiO和600～2000ppm的CoO的混合物。所制备的铁氧体抗弯强度高，并具有高饱和磁通密度特性和优良的降低磁芯损耗值的温度依赖性的性能，同时磁芯还具有优良的耐冲击性。
但是类似于上述专利的技术方案都是以牺牲损耗为代价，来提高强度，这样的方法不是非常完美。为此有必要发开出一种在不提高损耗的前提下来提高磁芯强度的方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种不提高损耗改善MnZn功率铁氧体磁芯强度的方法。本发明能够在不提高损耗的前提下，有效提高铁氧体的磁芯强度。
本发明的具体技术方案为：一种不提高损耗改善MnZn功率铁氧体磁芯强度的方法，在制备所述MnZn功率铁氧体时添加200-400ppm的CaCO3，240-410ppm的V2O5，和100-200ppm的ZrO2。
本发明人发现，将CaCO3、V2O5和ZrO2的配比严格控制在上述范围内，能够在不提高损耗的前提下，有效提高铁氧体的磁芯强度。本发明CaCO3、V2O5与ZrO2联合添加提高强度不增加损耗原理如下：
加入CaCO3、V2O5与ZrO2，在烧结过程中CaCO3和ZrO2会在晶界偏析，形成高电阻层，同时还会细化晶粒，使晶粒均匀，降低涡流损耗和磁滞损耗。V2O5的加入，能有效降低材料的烧结温度，细化晶粒，使晶粒大小均匀，同时还能在较低的烧结温度下提高产品烧结密度。
产品强度的提高依赖于两方面。一是产品的烧结密度要高。二是产品内部晶粒细小均匀，提高产品的韧性。
本发明CaCO3、V2O5与ZrO2的加入能够有效地提高的烧结密度，细化晶粒，使晶粒大小均匀，同时也降低的材料的涡流损耗和磁滞损耗，降低的总体损耗。
作为优选，所述MnZn功率铁氧体中，以Fe2O3、ZnO和MnO为总量计，Fe2O3占53-53.5mol％，ZnO占10.2-10.7mol％，MnO占余量；CaCO3的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的200-400ppm，V2O5的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的240-410ppm，ZrO2的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的100-200ppm。
作为优选，在制备所述MnZn功率铁氧体时添加230-380ppm的CaCO3，260-370ppm的V2O5，和120-180ppm的ZrO2。
作为优选，所述MnZn功率铁氧体中，以Fe2O3、ZnO和MnO为总量计，Fe2O3占53-53.5mol％，ZnO占10.2-10.7mol％，MnO占余量；CaCO3的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的240-380ppm，V2O5的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的260-370ppm，ZrO2的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的120-180ppm。
作为优选，所述MnZn功率铁氧体的制备方法为：
将Fe2O3、ZnO和MnO按配比混料，进行砂磨和破碎，喷雾造粒，然后进行预烧；将CaCO3、ZrO2和V2O5加入至预烧料中，砂磨处理，喷雾造粒，压制成型，然后进行烧结，最后在氮气保护下冷却至室温。
作为优选，将Fe2O3、ZnO和MnO按配比混料，按料球水1∶3.5-4.5∶0.4-0.5的比例进行混合，在砂磨机中进行砂磨和破碎50-70min，然后喷雾造粒，放入回转窑中进行940-960℃的预烧；将CaCO3、ZrO2和V2O5加入至预烧料中，将预烧料和添加剂放入砂磨机中，砂磨150-170min，然后喷雾造粒，压制成型，转入钟罩炉中烧结，烧结温度为1290-1310℃，保温4-6h，氧含量为5-6％，最后在氮气保护下冷却至室温。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明能够在不提高损耗的前提下，有效提高铁氧体的磁芯强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
将53.5mol％的Fe2O3和10.2mol％的ZnO，其余为MnO的量，按料球水的比例为1∶4∶0.45的比例进行混合，在砂磨机中进行砂磨和破碎1小时，然后喷雾造粒，放入回转窑中进行950℃的预烧。将400ppm的CaCO3、100ppm的ZrO2和350ppm的V2O5加入预烧料中，将预烧料和添加剂放入砂磨机中，砂磨160分钟，然后喷雾造粒，在一定压力下压制成ECW32G2产品。将该产品放入钟罩炉中烧结，烧结温度为1300℃。保温5小时，氧含量为5％-6％。然后在氮气保护下冷却至室温。
比较例1
将53.5mol％的Fe2O3和10.2mol％的ZnO，其余为MnO的量，按料球水的比例为1∶4∶0.45的比例进行混合，在砂磨机中进行砂磨和破碎1小时，然后喷雾造粒，放入回转窑中进行950℃的预烧。将400ppm的CaCO3、100ppm的ZrO2和500ppm的V2O5加入预烧料中，将预烧料和添加剂放入砂磨机中，砂磨160分钟，然后喷雾造粒，在一定压力下压制成ECW32G2产品。将该产品放入钟罩炉中烧结，烧结温度为1300℃。保温5小时，氧含量为5％-6％。然后在氮气保护下冷却至室温。
表1 ECW32G2产品损耗和强度对比
从表1可以看出，过多的V2O5加入，降低了强度，提高了损耗。
实施例2
将53.2mol％的Fe2O3和10.5mol％的ZnO，其余为MnO的量，按料球水的比例为1∶4∶0.45的比例进行混合，在砂磨机中进行砂磨和破碎1小时，然后喷雾造粒，放入回转窑中进行950℃的预烧。将300ppm的CaCO3、100ppm的ZrO2和350ppm的V2O5加入预烧料中，将预烧料和添加剂放入砂磨机中，砂磨160分钟，然后喷雾造粒，在一定压力下压制成ECW32G2产品。将该产品放入钟罩炉中烧结，烧结温度为1300℃。保温5小时，氧含量为5％-6％。然后在氮气保护下冷却至室温。
比较例2
将53.2mol％的Fe2O3和10.5mol％的ZnO，其余为MnO的量，按料球水的比例为1∶4∶0.45的比例进行混合，在砂磨机中进行砂磨和破碎1小时，然后喷雾造粒，放入回转窑中进行950℃的预烧。将600ppm的CaCO3、100ppm的ZrO2和350ppm的V2O5加入预烧料中，将预烧料和添加剂放入砂磨机中，砂磨160分钟，然后喷雾造粒，在一定压力下压制成ECW32G2产品。将该产品放入钟罩炉中烧结，烧结温度为1300℃。保温5小时，氧含量为5％-6％。然后在氮气保护下冷却至室温。
表2 ECW32G2产品损耗和强度对比
从表2可以看出，CaCO3含量超过了本发明的范围，提高了损耗，降低了强度。
实施例3
将53mol％的Fe2O3和10.7mol％的ZnO，其余为MnO的量，按料球水的比例为1∶4∶0.45的比例进行混合，在砂磨机中进行砂磨和破碎1小时，然后喷雾造粒，放入回转窑中进行950℃的预烧。将300ppm的CaCO3、100ppm的ZrO2和240ppm的V2O5加入预烧料中，将预烧料和添加剂放入砂磨机中，砂磨160分钟，然后喷雾造粒，在一定压力下压制成ECW32G2产品。将该产品放入钟罩炉中烧结，烧结温度为1300℃。保温5小时，氧含量为5％-6％。然后在氮气保护下冷却至室温。
比较例3
将53mol％的Fe2O3和10.7mol％的ZnO，其余为MnO的量，按料球水的比例为1∶4∶0.45的比例进行混合，在砂磨机中进行砂磨和破碎1小时，然后喷雾造粒，放入回转窑中进行950℃的预烧。将300ppm的CaCO3、300ppm的ZrO2和240ppm的V2O5加入预烧料中，将预烧料和添加剂放入砂磨机中，砂磨160分钟，然后喷雾造粒，在一定压力下压制成ECW32G2产品。将该产品放入钟罩炉中烧结，烧结温度为1300℃。保温5小时，氧含量为5％-6％。然后在氮气保护下冷却至室温。
表3 ECW32G2产品损耗和强度对比
从表3可以看出，ZrO2的加入量超过本发明的范围，损耗上升。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.一种不提高损耗改善MnZn功率铁氧体磁芯强度的方法，其特征在于：所述MnZn功率铁氧体的制备方法为：将Fe2O3、ZnO和MnO按配比混料，进行砂磨和破碎，喷雾造粒，然后进行预烧；将CaCO3、ZrO2和V2O5加入至预烧料中，砂磨处理，喷雾造粒，压制成型，然后进行烧结，最后在氮气保护下冷却至室温；
其中，所述MnZn功率铁氧体中，以Fe2O3、ZnO和MnO为总量计，Fe2O3占53-53.5mol％，ZnO占10.2-10.7mol％，MnO占余量；CaCO3的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的200-400ppm，V2O5的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的240-410ppm，ZrO2的添加量为Fe2O3、ZnO和MnO总量的100-200ppm。
2.如权利要求1所述的一种不提高损耗改善MnZn功率铁氧体磁芯强度的方法，其特征在于，在制备所述MnZn功率铁氧体时添加230-380ppm的CaCO3，260-370ppm的V2O5，和120-180ppm的ZrO2。
3.如权利要求1所述的一种不提高损耗改善MnZn功率铁氧体磁芯强度的方法，其特征在于，将Fe2O3、ZnO和MnO按配比混料，按料球水1∶3.5-4.5∶0.4-0.5的比例进行混合，在砂磨机中进行砂磨和破碎50-70min，然后喷雾造粒，放入回转窑中进行940-960℃的预烧；将CaCO3、ZrO2和V2O5加入至预烧料中，将预烧料和添加剂放入砂磨机中，砂磨150-170min，然后喷雾造粒，压制成型，转入钟罩炉中烧结，烧结温度为1290-1310℃，保温4-6h，氧含量为5-6％，最后在氮气保护下冷却至室温。
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