CN109599235A - 一种磁性复合材料的制备方法及其在制备磁芯中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种磁性复合材料的制备方法及其在制备磁芯中的应用，包括以下步骤：步骤1，准备原料：三氧化二铁、四氧化三铁、氧化锌、五氧化二钒、氧化镁；步骤2，将三氧化二铁和四氧化三铁混合均匀，加热至500‑600℃，搅拌条件下，喷洒酸性水溶液；步骤3，步骤2制得的混合物中加入纳米氧化锌，混合均匀，加热2‑3小时；步骤4，将步骤3制得的混合物中加入五氧化二钒，加热1‑2小时后，加入氧化镁后，进行研磨，制得磁性复合材料；采用该磁性复合材料制成的磁芯在50MHz时的阻抗值高达180以上，显示出良好的对噪音电磁波的吸收特性。

Description

一种磁性复合材料的制备方法及其在制备磁芯中的应用
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种磁性复合材料的制备方法及其在制备磁芯中的应用。
背景技术
磁芯是指由各种氧化铁混合物组成的一种烧结磁性金属氧化物；例如，锰-锌铁氧体和镍-锌铁氧体是典型的磁芯体材料；锰-锌铁氧体具有高磁导率和高磁通密度的特点，且具有较低损耗的特性；镍-锌铁氧体具有极高的阻抗率、不到几百的低磁导率等特性；铁氧体磁芯用于各种电子设备的线圈和变压器中。
铁氧体材料既是具有磁吸收的磁介质又是具有电吸收的电介质是性能极佳的一类吸波材料；中国专利CN105272195A公开了一种镍锌系铁氧体吸波材料磁芯及其制造方法，磁芯包括主成份和添加物，主成份是三氧化二铁、氧化锌、氧化亚镍，添加物为钽氧化物和/或铌氧化物；通过公开的镍锌系铁氧体吸波材料磁芯及其制造方法制造的镍锌系铁氧体磁芯在25MHz时的阻抗值提高15％以上；初始磁导率达到3000以上，对1MHz以下的噪音电磁波起到很好的滤波作用；不但提高了吸波材料磁芯的性能，同时拓宽了吸收噪音电磁波的频率范围；但其在50MHz，阻抗值提高不显著；限制了其使用范围。
发明内容
本发明解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种磁性复合材料的制备方法及其在制备磁芯中的应用。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种磁性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，准备以下重量份的原料：
三氧化二铁，35-45份；
四氧化三铁，10-15份；
氧化锌，15-20份；
五氧化二钒，5-10份；
氧化镁，2-4份；
步骤2，将三氧化二铁和四氧化三铁混合均匀，加热至500-600℃，搅拌条件下，喷洒酸性水溶液，喷洒完成后，保持500-600℃加热2-3小时；
步骤3，步骤2制得的混合物中加入纳米氧化锌，混合均匀，加热至900-1000℃，加热2-3小时；
步骤4，将步骤3制得的混合物中加入五氧化二钒，混合均匀，加热至1300-1500℃，加热1-2小时后，加入氧化镁后，进行研磨，加热研磨时间为4-5小时，制得磁性复合材料。
优选地，所述酸性水溶液为pH为4.5-5的硫酸溶液。
优选地，所述酸性水溶液的喷洒总量为：三氧化二铁和四氧化三铁质量之和的1-2％。
上述磁性复合材料可用于制备磁芯。
具体制备方法为：将所述磁性复合材料制成粉末，压制成型后，高温烧结，制成磁芯。
优选地，所述高温烧结的温度为1700-1800℃，烧结时间为4小时以上。
相对于现有技术，本发明的优点如下，
本发明磁性复合材料的制备方法简单，原料廉价易得，采用该磁性复合材料制成的磁芯在50MHz时的阻抗值高达180以上，显示出良好的对噪音电磁波的吸收特性。
具体实施方式
实施例1：
一种磁性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，准备以下重量份的原料：
三氧化二铁，35份；
四氧化三铁，10份；
氧化锌，15份；
五氧化二钒，5份；
氧化镁，2份；
步骤2，将三氧化二铁和四氧化三铁混合均匀，加热至500-600℃，搅拌条件下，喷洒pH为4.5-5的硫酸水溶液，喷洒完成后，保持500-600℃加热2-3小时；硫酸水溶液喷洒总量为：三氧化二铁和四氧化三铁质量之和的1-2％；
步骤3，步骤2制得的混合物中加入纳米氧化锌，混合均匀，加热至900-1000℃，加热2-3小时；
步骤4，将步骤3制得的混合物中加入五氧化二钒，混合均匀，加热至1300-1500℃，加热1-2小时后，加入氧化镁后，进行研磨，加热研磨时间为4-5小时，制得磁性复合材料。
上述磁性复合材料可用于制备磁芯具体方法为：将所述磁性复合材料制成粉末，压制成型后，1700-1800℃条件下，高温烧结4小时以上，制成磁芯(尺寸为：外径Φ17.5、内径Φ9.5、高度28.5)。
实施例2：
一种磁性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，准备以下重量份的原料：
三氧化二铁，45份；
四氧化三铁，15份；
氧化锌，20份；
五氧化二钒，10份；
氧化镁，4份；
步骤2，将三氧化二铁和四氧化三铁混合均匀，加热至500-600℃，搅拌条件下，喷洒pH为4.5-5的硫酸水溶液，喷洒完成后，保持500-600℃加热2-3小时；硫酸水溶液喷洒总量为：三氧化二铁和四氧化三铁质量之和的1-2％；
步骤3，步骤2制得的混合物中加入纳米氧化锌，混合均匀，加热至900-1000℃，加热2-3小时；
步骤4，将步骤3制得的混合物中加入五氧化二钒，混合均匀，加热至1300-1500℃，加热1-2小时后，加入氧化镁后，进行研磨，加热研磨时间为4-5小时，制得磁性复合材料。
上述磁性复合材料可用于制备磁芯具体方法为：将所述磁性复合材料制成粉末，压制成型后，1700-1800℃条件下，高温烧结4小时以上，制成磁芯(尺寸为：外径Φ17.5、内径Φ9.5、高度28.5)。
对比例1：
同实施例2的方法制备磁芯，不同之处在于，原料的组成为：
三氧化二铁，55份；
四氧化三铁，5份；
氧化锌，20份；
五氧化二钒，10份；
氧化镁，4份；
对比例2：
同实施例2的方法制备磁芯，不同之处在于，
制备磁性复合材料的步骤2中，用纯水代理pH为4.5-5的硫酸水溶液。
对比例3：
同实施例2的方法制备磁芯，不同之处在于，
制备磁性复合材料的步骤2中，硫酸水溶液喷洒总量为：三氧化二铁和四氧化三铁质量之和的5％。
对比例4：
同实施例2的方法制备磁芯，不同之处在于，
将所述磁性复合材料制成粉末，压制成型后，1500℃条件下，高温烧结4小时以上，制成磁芯。
对比例4：
同实施例2的方法制备磁芯，不同之处在于，
将所述磁性复合材料制成粉末，压制成型后，2000℃条件下，高温烧结4小时以上，制成磁芯。
对比例5：
按照三氧化二铁为68wt％；氧化锌(为19wt％；氧化亚镍为13wt％的配方将主成份材料配好，在振磨机中振磨15分钟；然后造球，在回转窑中预烧，预烧温度为960℃±10℃此温度保温30分钟，将预烧好的预烧料再加入0.05wt％(按预烧料重量计算)的五氧化二钽的添加物，然后将加入添加物的预烧料在球磨机里球磨15小时，喷雾造粒形成粉末，将粉末压制成型，制造外径Φ17.5、内径Φ9.5、高度28.5的磁芯，在1280℃烧结并保温2小时。
实施例3：
取实施例1-2、对比例1-5制备的磁芯进行测试，在50MHz频率测其阻抗值，结果如下表所示：
组别 阻抗值
实施例1 181.7
实施例2 184.7
对比例1 120.7
对比例2 107.3
对比例3 121.8
对比例4 134.9
对比例5 154.7
从上述结果可知，喷洒水溶液的pH值、喷洒量、高温烧结的温度、原料的组成均对最终制成的磁性性能产生影响。
需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上做出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种磁性复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，准备以下重量份的原料：
三氧化二铁，35-45份；
四氧化三铁，10-15份；
氧化锌，15-20份；
五氧化二钒，5-10份；
氧化镁，2-4份；
步骤2，将三氧化二铁和四氧化三铁混合均匀，加热至500-600℃，搅拌条件下，喷洒酸性水溶液，喷洒完成后，保持500-600℃加热2-3小时；
步骤3，步骤2制得的混合物中加入纳米氧化锌，混合均匀，加热至900-1000℃，加热2-3小时；
步骤4，将步骤3制得的混合物中加入五氧化二钒，混合均匀，加热至1300-1500℃，加热1-2小时后，加入氧化镁后，进行研磨，加热研磨时间为4-5小时，制得磁性复合材料。
2.如权利要求1所述的磁性复合材料的制备方法，其特征在于，所述酸性水溶液为pH为4.5-5的硫酸溶液。
3.如权利要求1所述的磁性复合材料的制备方法，其特征在于，所述酸性水溶液的喷洒总量为：三氧化二铁和四氧化三铁质量之和的1-2％。
4.如权利要求1-3任一项所述的磁性复合材料在制备磁芯中的应用。
5.如权利要4所述的应用，其特征在于，具体制备方法为：将所述磁性复合材料制成粉末，压制成型后，高温烧结，制成磁芯。
6.如权利要5所述的应用，其特征在于，所述高温烧结的温度为1700-1800℃，烧结时间为4小时以上。
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