CN109851342A - 一种高q值照明用小型锰锌铁氧体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高Q值照明用小型锰锌铁氧体及其制备方法，包括：主成分和副成分，所述主成分以各自标准物计的含量如下：Fe2O3 52.5mol%~54.5mol%、ZnO 7.9mol%~9.9mol%、其余为Mn3O4；所述副成分包括碳酸钙、五氧化二铌、五氧化二钒和氧化钴，相对主成分的总量，所述副成分以其各自标准物CaCO3、Nb2O5、V2O5 和Co2O3 计的总含量为0.078wt%~0.25wt%；其制备方法包括：混合、预烧、粉碎、造粒、压制、烧结。通过上述方式，本发明材料具有较高的磁导率特性，磁芯居里温度高，且具有良好的温升特性，温度曲线平坦、高温功耗低，工作环境适应性强，且该材料Q值特性稳定，能够满足对Q值特性要求较高的照明器件用磁芯的制造要求。
Description
技术领域
本发明涉及锰锌铁氧体领域，特别是涉及一种高Q值照明用小型锰锌铁氧体及其制备方法。
背景技术
在日常所生产照明类产品中，经常会用到各类高Q 滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接线传感器等。这些变压器工作频率高（100-500KHz），工作电压范围宽、输出功率大。这些高性能要求也对变压器中的核心—— 磁芯提出了更高的要求，其中最重要的就是磁芯的Q 值要高，低温的发热性要低，否则容易产生电磁性能的不稳定，严重时会出现烧机等事故。现有磁芯材料对Q值缺乏有效管控，Q值易产生剧烈波动，影响产品性能。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种高Q值照明用小型锰锌铁氧体及其制备方法，能够解决现有磁芯材料Q值不稳定的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高Q值照明用小型锰锌铁氧体，包括：主成分和副成分，所述主成分以各自标准物计的含量如下：Fe2O352.5mol%~54.5mol%、ZnO 7.9mol%~9.9mol%、其余为Mn3O4；所述副成分包括碳酸钙、五氧化二铌、五氧化二钒和氧化钴，相对主成分的总量，所述副成分以其各自标准物CaCO3、Nb2O5、V2O5 和Co2O3 计的总含量为0.078wt%~0.25wt%。
在本发明一个较佳实施例中，所述氧化钴以其标准物Co2O3 计的含量为0.05 wt%~0.2 wt%。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种高Q值照明用小型锰锌铁氧体的制备方法，包括如下步骤：
（1）混合：按主成分配比配料，然后进行湿法混合得到料浆；
（2）预烧：将步骤（1）所得料浆喷雾干燥后加入回转窑中进行预烧得到预烧料；
（3）粉碎：将步骤（2）所得预烧料加入副成分后进行湿法粉碎，粉碎后物料粒径控制在1.0~1.5μm；
（4）造粒：将步骤（3）所得物料加入相当于物料总重量的1.9%的PVA，然后采样喷雾造粒，得到颗粒料；
（5）压制：将步骤（4）所得颗粒料加入粉末成型机内压制得到坯件；
（6）烧结：将步骤（5）所得坯件加入钟罩炉中，采用平衡气氛烧结方式烧结得到所述高Q值照明用小型锰锌铁氧体，其中所述平衡气氛烧结方式为：升温至900℃，在900℃到烧结温度实行致密化控制，控制氧含量低于1.1%，烧结温度控制在1220℃ ~1250℃，保温段氧含量控制在3.0%~5.0%，保温3~4.5 小时后降温至室温。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中所述的预烧温度控制在860℃ ~970℃，预烧时间为35~65 分钟。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（5）中所述的坯件的压制密度控制在3.0±0.2g/cm3。
在本发明一个较佳实施例中，步骤（6）中所述升温速度控制在1.45~3℃ / 分钟，所述降温速率控制在1.45~2℃ / 分钟。
本发明的有益效果是：本发明通过优化材料配方并采用独特的平衡气氛烧结方式，使材料在常温条件下具备较高的磁导率特性（μi=3000±25%），居里温度达到240℃以上，且具有良好的温升特性，温度曲线平坦、高温功耗低，工作环境适应性强，且该材料Q值特性稳定，满足对Q值特性要求较高的照明器件用磁芯要求，以通过管控Q值达到提高产品品质的目的。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1：
一种高Q值照明用小型锰锌铁氧体，包括：主成分和副成分，所述主成分以各自标准物计的含量如下：Fe2O3 52.5mol%、ZnO 8.5mol%、Mn3O4 39mol%；
所述副成分为碳酸钙、五氧化二铌和氧化钴，相对所述主成分的总量，所述副成分以其各自标准物CaCO3、Nb2O5和Co2O3 计的总含量为0.2wt%；其中，所述碳酸钙以其标准物CaCO3计的含量为0.02wt%，所述五氧化二铌以其标准物Nb2O5 计的含量为0.06wt%，所述氧化钴以其标准物Co2O3 计的含量为0.12 wt%。
上述高Q值照明用小型锰锌铁氧体的制备方法，包括如下步骤：
（1）混合：按上述主成分配比配料，然后进行湿法混合得到料浆；
（2）预烧：将步骤（1）所得料浆喷雾干燥后加入回转窑中进行预烧得到预烧料；其中预烧温度控制在890℃，预烧时间为55 分钟；
（3）粉碎：将步骤（2）所得预烧料加入上述副成分后进行湿法粉碎，粉碎后物料粒径控制在1.2μm；
（4）造粒：将步骤（3）所得物料加入相当于物料总重量的1.9%的PVA，然后采样喷雾造粒，得到颗粒料；
（5）压制：将步骤（4）所得颗粒料加入粉末成型机内压制得到坯件；坯件的压制密度控制在3.0±0.2g/cm3。
（6）烧结：将步骤（5）所得坯件加入钟罩炉中，采用平衡气氛烧结方式烧结得到所述高Q值照明用小型锰锌铁氧体，其中所述平衡气氛烧结方式为：以2.2℃ / 分钟升温至900℃，在900℃到烧结温度实行致密化控制，控制氧含量低于1.1%，烧结温度控制在1230℃，保温段氧含量控制在3.5%，保温4小时后，以1.8℃ / 分钟降温至室温。
实施例2：
一种高Q值照明用小型锰锌铁氧体，包括：主成分和副成分，所述主成分以各自标准物计的含量如下：Fe2O3 54.5mol%、ZnO 9 mol%、Mn3O4 36.5mol%；
所述副成分为碳酸钙、五氧化二钒和氧化钴，相对所述主成分的总量，所述副成分以其各自标准物CaCO3、V2O5和Co2O3 计的总含量为0.25wt%；其中，所述碳酸钙以其标准物CaCO3计的含量为0.03wt%，所述五氧化二钒以其标准物V2O5 计的含量为0.02wt%，所述氧化钴以其标准物Co2O3 计的含量为0.2 wt%。
上述高Q值照明用小型锰锌铁氧体的制备方法，包括如下步骤：
（1）混合：按上述主成分配比配料，然后进行湿法混合得到料浆；
（2）预烧：将步骤（1）所得料浆喷雾干燥后加入回转窑中进行预烧得到预烧料；其中预烧温度控制在950℃，预烧时间为50 分钟；
（3）粉碎：将步骤（2）所得预烧料加入上述副成分后进行湿法粉碎，粉碎后物料粒径控制在1.1μm；
（4）造粒：将步骤（3）所得物料加入相当于物料总重量的1.9%的PVA，然后采样喷雾造粒，得到颗粒料；
（5）压制：将步骤（4）所得颗粒料加入粉末成型机内压制得到坯件；坯件的压制密度控制在3.0±0.2g/cm3。
（6）烧结：将步骤（5）所得坯件加入钟罩炉中，采用平衡气氛烧结方式烧结得到所述高Q值照明用小型锰锌铁氧体，其中所述平衡气氛烧结方式为：以3℃ / 分钟升温至900℃，在900℃到烧结温度实行致密化控制，控制氧含量低于1.1%，烧结温度控制在1250℃，保温段氧含量控制在4%，保温4小时后，以2℃ / 分钟降温至室温。
上述方法得到的高Q值照明用小型锰锌铁氧体在常温条件下具备较高的磁导率特性，磁芯居里温度高，且具有良好的温升特性，温度曲线平坦、高温功耗低，工作环境适应性强，且该材料Q值特性稳定，能够满足对Q值特性要求较高的照明器件用磁芯的制造要求。
经测试，具体性能特点如下：
①初始磁导率μi=3000±25%(1.0KHz，0.3V， 25±3℃)
②适合工作温度 (-30℃---160℃)
③居里温度：Tc≥240℃
④饱和磁通密度 Bs＞ 510mT (1194A/m， 25±3℃)
⑤Q值特性Q＞6 (5Ts 100KHz，0.3V，25±3℃)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种高Q值照明用小型锰锌铁氧体，其特征在于，包括：主成分和副成分，所述主成分以各自标准物计的含量如下：Fe2O3 52.5mol%~54.5mol%、ZnO 7.9mol%~9.9mol%、其余为Mn3O4；所述副成分包括碳酸钙、五氧化二铌、五氧化二钒和氧化钴，相对主成分的总量，所述副成分以其各自标准物CaCO3、Nb2O5、V2O5 和Co2O3 计的总含量为0.078wt%~0.25wt%。
2.根据权利要求1所述的高Q值照明用小型锰锌铁氧体，其特征在于，所述氧化钴以其标准物Co2O3 计的含量为0.05 wt%~0.2 wt%。
3.一种如权利要求1或2所述的高Q值照明用小型锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）混合：按主成分配比配料，然后进行湿法混合得到料浆；
（2）预烧：将步骤（1）所得料浆喷雾干燥后加入回转窑中进行预烧得到预烧料；
（3）粉碎：将步骤（2）所得预烧料加入副成分后进行湿法粉碎，粉碎后物料粒径控制在1.0~1.5μm；
（4）造粒：将步骤（3）所得物料加入相当于物料总重量的1.9%的PVA，然后采样喷雾造粒，得到颗粒料；
（5）压制：将步骤（4）所得颗粒料加入粉末成型机内压制得到坯件；
（6）烧结：将步骤（5）所得坯件加入钟罩炉中，采用平衡气氛烧结方式烧结得到所述高Q值照明用小型锰锌铁氧体，其中所述平衡气氛烧结方式为：升温至900℃，在900℃到烧结温度实行致密化控制，控制氧含量低于1.1%，烧结温度控制在1220℃ ~1250℃，保温段氧含量控制在3.0%~5.0%，保温3~4.5 小时后降温至室温。
4.根据权利要求3所述的高Q值照明用小型锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的预烧温度控制在860℃ ~970℃，预烧时间为35~65 分钟。
5.根据权利要求3所述的高Q值照明用小型锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的坯件的压制密度控制在3.0±0.2g/cm3。
6.根据权利要求3所述的高Q值照明用小型锰锌铁氧体的制备方法，其特征在于，步骤（6）中所述升温速度控制在1.45~3℃ / 分钟，所述降温速率控制在1.45~2℃ / 分钟。
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| CN111039669A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 苏州冠达磁业有限公司 | 高强度抗变形锰锌铁氧体及其制备方法 |
| CN116239377A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-06-09 | 泰州茂翔电子器材有限公司 | 一种高性能锰锌铁氧体材料、铁氧体磁芯及其烧结方法 |
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| CN102390988A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-03-28 | 天通控股股份有限公司 | 一种太阳能逆变器专用宽温低损耗锰锌铁氧体及其制备方法 |
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