CN110787970B - 一种铁氧体生料片成型设备及其成型方法 - Google Patents

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Abstract

一种铁氧体生料片成型设备及其成型方法，所述成型设备包括旋转匀涂装置和恒定磁场产生装置，所述旋转匀涂装置包括可控转速的转盘，所述可控转速的转盘上方设有同大小的PET膜，所述可控转速的转盘表面还设有吸附PET膜的气孔；所述恒定磁场产生装置由截面为矩形的电磁铁构成，通电后所产生恒定磁场的方向与截面垂直；所述旋转匀涂装置放置在恒定磁场电磁铁的两个极头之间，磁场方向与旋转的圆盘平行。本发明还包括铁氧体生料片的成型方法。本发明用于铁氧体生料片的成型。

Description

一种铁氧体生料片成型设备及其成型方法
技术领域
本发明涉及一种铁氧体生料片的成型设备及其方法，尤其涉及一种铁氧体生料片成型装置及其成型方法。
背景技术
制备迭层片式电感，通常采用流延成型的工艺。其过程如下：首先、将铁氧体粉末与分散剂、粘合剂、增塑剂、溶剂均匀混合在一起配置成一定粘度可以流动的浆料；然后、将铁氧体浆料通过一个流延刮刀涂在一层运动PET膜或钢带上，随着PET膜或钢带的运动，伴随着对流的热气流，铁氧体被烘干成生料带；接下来将在生料带上印制金属电极，最后将印完电极的铁氧体生料片叠起来压实，成型完成。使用普通的流延机成型，在成型完的生料带中铁氧体粉末的晶向随机分布的。当铁氧体粉末的晶向在成型过程中取向分布，铁氧体的谐振频率更高、磁导率也提高、损耗降低，综合性能提升。铁氧体的晶粒取向可以通过施加恒定磁场来实现，但是目前的流延机不具备磁场取向功能。如果在目前的流延机的基础上改造加装磁场取向装置，那么在磁场区域的边界会存在磁场梯度下降的区域，会造成铁氧体浆料中磁粉的移动。目前的流延工艺很难实现粉末晶粒的取向排列。
在硬磁铁氧体的生产过程中也有取向工艺，该工艺是针对干压或者湿压成型工艺，在压制过程中对模腔区域施加磁场对坯体中的粉末进行取向。该取向成型工艺不适用与制备薄片状的坯体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种铁氧体生料片成型装置及其成型方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种铁氧体生料片成型设备，包括旋转匀涂装置和恒定磁场产生装置，所述旋转匀涂装置包括可控转速的转盘，所述可控转速的转盘表面设有气孔，气孔上方设有与转盘同大小的PET膜，所述恒定磁场产生装置由截面为矩形的电磁铁构成，通电后所产生的磁场方向与截面垂直；所述旋转匀涂装置放置在恒定磁场产生装置的两个极头之间，磁场方向与旋转的圆盘平行。
本发明一种铁氧体生料片成型方法，利用所述的铁氧体生料片成型设备进行取向成型；包括以下步骤：
(1)将铁氧体原料进行预处理，所得铁氧体原料粉末与分散剂、粘合剂、增塑剂、有机溶剂混合，得铁氧体浆料；
(2)将铁氧体浆料从旋转匀涂装置的可控转速的转盘中心正上方注入，随着可控转速的转盘的旋转流平烘干，使得铁氧体浆料均匀的涂抹在PET膜上；得带生料片的PET膜；所得带生料片的PET膜进入恒定磁场产生装置中烘干定型，即成。
进一步，步骤(1)中，所述预处理为在1200-1300℃预烧1-3h，球磨2-3h。
进一步，步骤(1)中，所述铁氧体原料粉末的粒度为D50＝1.0±0.2μm。
进一步，步骤(1)中，所述分散剂为1.0wt％的曲拉通(X100)，
进一步，步骤(1)中，所述粘合剂为12.0wt％聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。
进一步，步骤(1)中，所述增塑剂为1.5wt％的邻苯二甲酸二丁酯。
进一步，步骤(1)中，所述有机溶剂为30.0wt％的无水乙醇和70.0wt％的正丁醇。
进一步，步骤(1)中，所述混合为均匀搅拌18-24h。
进一步，步骤(2)中，所述转盘转速为100-300r/min，所述恒定磁场为 1000-3000Gs，在磁场中旋转匀涂的时间为1-3min。
本发明有益效果：本发明设备及其方法制备的铁氧体产品中铁氧体粉末晶相方向趋近相同，适用于MnZn、NiZn、Co2Z、Co2Y等各种软磁铁氧体生料片的成型，铁氧体生料片成型时，原料粉末采用晶向取向成型烧结过后的材料，在平面方向的谐振频率更高，磁导率也提高，损耗降低，综合性能提升。
附图说明
图1为本发明设备实施例的主视图；
图2为本发明设备实施例的侧视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
本发明设备实施例
参照图1、2，本发明铁氧体生料片成型设备实施例包括旋转匀涂装置和恒定磁场产生装置，所述旋转匀涂装置包括可控转速的转盘1，所述可控转速的转盘1表面设有气孔4，气孔上方设有与转盘同大小的PET膜3，所述恒定磁场装置由一对截面为矩形的电磁铁构成，包括第一电磁铁2和第二电磁铁6；通电后所产生恒定磁场5的方向与截面垂直；所述旋转匀涂装置放置在恒定磁场的两个极头之间，磁场方向与旋转的圆盘平行。
本发明铁氧体生料片的成型方法实施例1
本实施例包括以下步骤：
(1)将铁氧体原料NiO、CuO、ZnO、Fe2O3按照分子式Ni0.4Cu0.1Zn0.5Fe1.96O3.94进行混合，在900℃预烧2小时，球磨3小时，得到粒度控制在D50＝1.0±0.2μ m的铁氧体原料粉末；烘干，与相当于铁氧体原料粉末质量1.0wt％的曲拉通 (X100)，12.0wt％聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，1.5wt％的邻苯二甲酸二丁酯，30.0wt％的无水乙醇，70.0wt％的正丁醇，均匀搅拌24小时，得铁氧体浆料；
(2)将铁氧体浆料用上述铁氧体生料片的成型设备进行取向成型，磁场 2000Gs，转盘转速为200转/分钟，在磁场中旋转匀涂2分钟，铁氧体生料片制备完成。
将制备好的铁氧体生料片裁出外径20mm，内径10mm的圆环，然后在900℃烧结2h，磁谱测试结果如下表1所示。
表1实施例1制备的生料片谱测试结果
频率 1MHz 10MHz
磁导率实部 220 227
损耗角正切 <0.01 <0.02
本发明铁氧体生料片的成型方法实施例2
本实施例包括以下步骤：
(1)将铁氧体原料BaCO3、CoO、Fe2O3按照分子式Ba3Co2Fe23.2O39.8进行混合，在1250℃预烧2小时，球磨3小时，得到粒度控制在D50＝1.0±0.2μm 铁氧体原料粉末，烘干，与相当于铁氧体原料粉末质量1.0wt％的曲拉通(X100)， 12.0wt％聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，1.5wt％的邻苯二甲酸二丁酯，30.0wt％的无水乙醇，70.0wt％的正丁醇，均匀搅拌24小时，得铁氧体浆料；
(2)将步骤(1)所得铁氧体浆料用实施例1所述铁氧体生料片的成型设备进行取向成型，磁场2000Gs，转盘转速为200转/分钟，在磁场中旋转匀涂2分钟，铁氧体生料片制备完成。
将制备好的铁氧体生料片裁出外径20mm，内径10mm的圆环，然后在1250℃烧结2h，磁谱测试结果如下表所示。
表2实施例2制备的生料片谱测试结果
频率 1MHz 1GHz
磁导率实部 25 30
损耗角正切 <0.01 <0.02
对比例1：将铁氧体原料NiO、CuO、ZnO、Fe2O3按照分子式 Ni0.4Cu0.1Zn0.5Fe1.96O3.94进行混合，在900℃预烧2小时，球磨3小时，粒度控制在D50＝1.0±0.2μm的铁氧体原料粉末，烘干，与相当于铁氧体原料粉末质量 1.0wt％的曲拉通(X100)，12.0wt％聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，1.5wt％的邻苯二甲酸二丁酯，30.0wt％的无水乙醇，70.0wt％的正丁醇，均匀搅拌24小时，得铁氧体浆料；
将铁氧体浆料用用实施例1所述铁氧体生料片的成型设备进行取向成型，磁场0Gs，转盘转速为200转/分钟，在磁场中旋转匀涂2分钟，生料片制备完成。将制备好的生料片裁出外径20mm，内径10mm的圆环，然后在900℃烧结2h，磁谱测试结果如下表所示。
表3对比例1制备的生料片谱测试结果
频率 1MHz 10MHz
磁导率实部 180 185
损耗角正切 <0.02 <0.03
对比例2：将铁氧体原料BaCO3、CoO、Fe2O3按照分子式Ba3Co2Fe23.2O39.8进行混合，在1250℃预烧2小时，球磨3小时，粒度控制在D50＝1.0±0.2μm 的铁氧体原料粉末，烘干，与铁氧体粉质量1.0wt％的曲拉通(X100)，12.0wt％聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，1.5wt％的邻苯二甲酸二丁酯，30.0wt％的无水乙醇， 70.0wt％的正丁醇，均匀搅拌24小时，得铁氧体浆料；
将铁氧体浆料用用实施例1所述铁氧体生料片的成型设备进行取向成型，磁场0Gs，转盘转速为200转/分钟，在磁场中旋转匀涂2分钟，生料片制备完成。将制备好的生料片裁出外径20mm，内径10mm的圆环，然后在1250℃烧结2h，磁谱测试结果如下表所示。
表4对比例2制备的生料片谱测试结果
频率 1MHz 1GHz
磁导率实部 12 13
损耗角正切 <0.1 <0.3

Claims (22)

1.一种铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，利用铁氧体生料片成型设备进行取向成型，所述铁氧体生料片成型设备包括旋转匀涂装置和恒定磁场装置，所述旋转匀涂装置包括可控转速的转盘，所述可控转速的转盘上方设有同大小的PET膜，所述可控转速的转盘表面还设有吸附PET膜的气孔；所述恒定磁场装置由截面为矩形的电磁铁构成，通电后所产生恒定磁场的方向与截面垂直；所述旋转匀涂装置放置在恒定磁场的两个极头之间，磁场方向与旋转的圆盘平行，设备运行时是在磁场中旋转匀涂，具体包括以下步骤：
（1）将铁氧体原料进行预处理，所得铁氧体原料粉末与分散剂、粘合剂、增塑剂、有机溶剂混合，得铁氧体浆料；所述预处理为在1200-1300℃预烧1-3h，球磨2-3h；
（2）将铁氧体浆料从旋转匀涂装置的可控转速的转盘中心正上方注入，在磁场中进行旋转匀涂，随着可控转速的转盘的旋转流平烘干，使得铁氧体浆料均匀的涂抹在PET膜上。
2.根据权利要求1所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述铁氧体原料粉末的粒度为D50=1.0±0.2μm。
3.根据权利要求1或2所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述分散剂为1.0wt%的曲拉通。
4.根据权利要求1或2所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述粘合剂为12.0wt%聚乙烯醇缩丁醛。
5.根据权利要求3所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述粘合剂为12.0wt%聚乙烯醇缩丁醛。
6.根据权利要求1或2所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述增塑剂为1.5wt%的邻苯二甲酸二丁酯。
7.根据权利要求3所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述增塑剂为1.5wt%的邻苯二甲酸二丁酯。
8.根据权利要求4所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述增塑剂为1.5wt%的邻苯二甲酸二丁酯。
9.根据权利要求1或2所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机溶剂为30.0wt%的无水乙醇，70.0wt%的正丁醇。
10.根据权利要求3所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机溶剂为30.0wt%的无水乙醇，70.0wt%的正丁醇。
11.根据权利要求4所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机溶剂为30.0wt%的无水乙醇，70.0wt%的正丁醇。
12.根据权利要求6所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机溶剂为30.0wt%的无水乙醇，70.0wt%的正丁醇。
13.根据权利要求1或2所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混合为均匀搅拌18-24h。
14.根据权利要求3所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混合为均匀搅拌18-24h。
15.根据权利要求4所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混合为均匀搅拌18-24h。
16.根据权利要求6所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混合为均匀搅拌18-24h。
17.根据权利要求9所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（1）中，所述混合为均匀搅拌18-24h。
18.根据权利要求1或2所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（2）中，所述转盘转速为100-300r/min，所述恒定磁场为1000-3000Gs，在磁场中旋转匀涂的时间为1-3min。
19.根据权利要求3所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（2）中，所述转盘转速为100-300r/min，所述恒定磁场为1000-3000Gs，在磁场中旋转匀涂的时间为1-3min。
20.根据权利要求4所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（2）中，所述转盘转速为100-300r/min，所述恒定磁场为1000-3000Gs，在磁场中旋转匀涂的时间为1-3min。
21.根据权利要求6所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（2）中，所述转盘转速为100-300r/min，所述恒定磁场为1000-3000Gs，在磁场中旋转匀涂的时间为1-3min。
22.根据权利要求9所述铁氧体生料片的成型方法，其特征在于，步骤（2）中，所述转盘转速为100-300r/min，所述恒定磁场为1000-3000Gs，在磁场中旋转匀涂的时间为1-3min。
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