CN110824395A - 基于居里温度和磁感应强度快速确定贫铁锰锌铁氧体成分的方法 - Google Patents

基于居里温度和磁感应强度快速确定贫铁锰锌铁氧体成分的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于居里温度和磁感应强度快速确定贫铁锰锌铁氧体成分的方法，其主成分组成及摩尔百分比为：Fe2O3占45％～52％，ZnO占18％～21％，余量为MnO的范围内，加入占总质量百分比为0.5％的Co3O4；该铁氧体的居里温度(Tc)满足Tc＝534×Fe2O3mol％‑693×ZnOmol％‑6.03，常温饱和磁感应强度(Bs)满足Bs＝1600×Fe2O3mol％‑1300×ZnOmol％‑142。本发明的方法可以快速确定贫铁锰锌铁氧体主体成分，用于指导贫铁锰锌铁氧体开发作为高频高磁导率抗EMI材料，使其满足电子设备小型化、高频化发展对高频高磁导率材料的精确需求。

Description

基于居里温度和磁感应强度快速确定贫铁锰锌铁氧体成分的 方法
技术领域
本发明涉及铁氧体成分的确定方法，具体地说，涉及一种基于居里温度和磁感应强度快速确定贫铁锰锌铁氧体成分的方法。
背景技术
随着卫星通信、移动通信、计算机应用等高速发展，电磁干扰(EMI)对军事和民用电子信息领域的影响越来越严重，会造成通信障碍、图像畸变、数据错误，从而引起电子设备的误动作，并对公共环境、人身安全以及信息保密造成很大的危害。目前，解决或降低电磁污染以及提高电子设备抗电磁干扰能力的有效办法是采用电磁兼容设计，其中需要用到大量抗EMI材料，常用的抗EMI材料有MnZn铁氧体和NiZn铁氧体材料。
由于电子设备的小型化、高频化的发展，迫切需要高频高磁导率的材料，一般MnZn铁氧体由于电阻率低，高频特性差，很难适应3MHz以上频率的使用，而NiZn铁氧体有多空性及高电阻率(通常可达104Ω·m以上)，且在一定的配方和工艺条件下可以使材料避免畴壁位移弛豫与共振，适用于作高频软磁材料，但由于NiZn铁氧体磁导率很难做的高，其低频阻抗较低，而且镍储量少，价格高。
目前，贫铁锰锌铁氧体作为高频高磁导率抗EMI材料具有明显优势，但是，常规锰锌铁氧体(Fe2O3的摩尔百分比大于50％且小于59％)相较于贫铁锰锌铁氧体其已进行大量研究，其主配方可根据各种磁性能参数估算得到，贫铁锰锌铁氧体(Fe2O3的摩尔百分比不高于50％)主配方目前还不能快速估算得到，需要进行大量重复试验和计算，工作量大且繁琐。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明解决的是贫铁锰锌铁氧体的主成分和居里温度、饱和磁感应强度之间的关系，提出一种基于居里温度和磁感应强度快速确定贫铁锰锌铁氧体成分的方法。
本发明的贫铁锰锌铁氧体，其主成分的组成及摩尔百分比为：Fe2O3占45％～52％，ZnO占18％～21％，余量为MnO的范围内，同时加入占总质量百分比为0.5％的Co3O4；其中：
所述贫铁锰锌铁氧体的居里温度(Tc)满足如下式(Ⅰ)：
Tc＝534×Fe2O3mol％-693×ZnOmol％-6.03 (Ⅰ)；
所述贫铁锰锌铁氧体的常温饱和磁感应强度(Bs)满足如下式(Ⅱ)：
Bs＝1600×Fe2O3mol％-1300×ZnOmol％-142 (Ⅱ)。
在某些实施方案中，所述贫铁锰锌铁氧体主成分的组成及摩尔百分比为：Fe2O3占45.5％～51％，ZnO占19％～20.2％，余量为MnO的范围内，同时加入占总质量百分比为0.5％的Co3O4，可通过中国专利ZL200510027797.5的制造方法获得；其中：所述贫铁锰锌铁氧体的居里温度(Tc)满足如下式(Ⅰ)：
Tc＝534×Fe2O3mol％-693×ZnOmol％-6.03 (Ⅰ)；
所述贫铁锰锌铁氧体的常温饱和磁感应强度(Bs)满足如下式(Ⅱ)：
Bs＝1600×Fe2O3mol％-1300×ZnOmol％-142 (Ⅱ)。
在某些实施方案中，所述贫铁锰锌铁氧体可通过中国专利ZL200510027797.5的制造方法获得。
与现有技术相比，本发明的方法可以快速确定作为高频高磁导率抗EMI材料的贫铁锰锌铁氧体主体成分，用于指导贫铁锰锌铁氧体开发，使其满足电子设备小型化、高频化发展对高频高磁导率材料的精确需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细、完整的说明：
实施例1
本实施例中，贫铁锰锌铁氧体材料的制备工艺为现有技术，与中国专利ZL200510027797.5中所述工艺相同，包括配料、混合、预烧、初粉碎、砂磨、喷雾造粒、加入添加剂和烧结过程。快速确定贫铁锰锌铁氧体主体成分的方法为：设定居里温度的目标值分别为100℃、105℃、115℃、125℃，先选定Fe2O3的摩尔百分比(其中100℃和105℃分别选定两种Fe2O3摩尔百分比)共6组，再根据居里温度与Fe2O3和ZnO的关系式(Ⅰ)：Tc＝534×Fe2O3mol％-693×ZnOmol％-6.03计算ZnO摩尔百分比。对比组1和2中设定Fe2O3的摩尔百分比在本发明规定范围外，按关系式(Ⅰ)计算出Tc目标值，并检测实际居里温度，如表1所示。
表1
Figure BDA0002289253910000031
实施例2
本实施例中贫铁锰锌铁氧体材料的制备工艺为现有技术，与中国专利ZL200510027797.5中所述工艺相同，包括配料、混合、预烧、初粉碎、砂磨、喷雾造粒、加入添加剂和烧结过程。快速确定贫铁锰锌铁氧体主体成分的方法为：设定常温饱和磁感应强度分别为390mT、380mT、370mT、350mT、330mT，先选定Fe2O3的摩尔百分比，再根据常温饱和磁感应强度与Fe2O3和ZnO的关系式(Ⅱ)：Bs＝1600×Fe2O3mol％-1300×ZnOmol％-142计算ZnO摩尔比，对比例3和2中设定Fe2O3的摩尔百分比在本发明规定范围外，按关系式(Ⅱ)计算出Bs目标值，并检测实际常温饱和磁感应强度，如表2所示。
表2
实施例3
本实施例中贫铁锰锌铁氧体材料的制备工艺为现有技术，与中国专利ZL200510027797.5中所述工艺相同，包括配料、混合、预烧、初粉碎、砂磨、喷雾造粒、加入添加剂和烧结过程。快速确定贫铁锰锌铁氧体主体成分的方法为：设定居里温度和常温饱和磁感应强度依次分别为120℃、390mT；115℃、380mT；115℃、370mT；105℃、350mT；100℃、300mT。再根据居里温度与Fe2O3和ZnO的关系式(Ⅰ)：Tc＝534×Fe2O3mol％-693×ZnOmol％-6.03，和常温饱和磁感应强度与Fe2O3和ZnO的关系式(Ⅱ)：Bs＝1600×Fe2O3mol％-1300×ZnOmol％-142计算出Fe2O3和ZnO的摩尔百分比，并检测实际居里温度和实际常温饱和磁感应强度，如表3所示。
表3
Figure BDA0002289253910000041

Claims (2)

1.贫铁锰锌铁氧体，其特征在于，所述铁氧体的主成分组成及摩尔百分比为：Fe2O3占45％～52％，ZnO占18％～21％，余量为MnO的范围内，加入占总质量百分比为0.5％的Co3O4；其中：
所述贫铁锰锌铁氧体的居里温度(Tc)满足如下式(Ⅰ)：
Tc＝534×Fe2O3mol％-693×ZnOmol％-6.03 (Ⅰ)；
所述贫铁锰锌铁氧体的常温饱和磁感应强度(Bs)满足如下式(Ⅱ)：
Bs＝1600×Fe2O3mol％-1300×ZnOmol％-142 (Ⅱ)。
2.根据权利要求1所述的贫铁锰锌铁氧体，其特征在于，所述贫铁锰锌铁氧体主成分组成及摩尔百分比为：Fe2O3占45.5％～51％，ZnO占19％～20.2％，余量为MnO的范围内，加入占总质量百分比为0.5％的Co3O4；其中：
所述贫铁锰锌铁氧体的居里温度(Tc)满足如下式(Ⅰ)：
Tc＝534×Fe2O3mol％-693×ZnOmol％-6.03 (Ⅰ)；
所述贫铁锰锌铁氧体的常温饱和磁感应强度(Bs)满足如下式(Ⅱ)：
Bs＝1600×Fe2O3mol％-1300×ZnOmol％-142 (Ⅱ)。
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