CN110981460B - 一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法 - Google Patents

一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110981460B
CN110981460B CN201911293331.8A CN201911293331A CN110981460B CN 110981460 B CN110981460 B CN 110981460B CN 201911293331 A CN201911293331 A CN 201911293331A CN 110981460 B CN110981460 B CN 110981460B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic material
speed
solution
heating
ferrite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911293331.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110981460A (zh
Inventor
刘立新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Xinyi Magnetic Material Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Xinyi Magnetic Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Xinyi Magnetic Material Co ltd filed Critical Shenzhen Xinyi Magnetic Material Co ltd
Priority to CN201911293331.8A priority Critical patent/CN110981460B/zh
Publication of CN110981460A publication Critical patent/CN110981460A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110981460B publication Critical patent/CN110981460B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2608—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/265—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese or zinc and one or more ferrites of the group comprising nickel, copper or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/624—Sol-gel processing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/342—Oxides
    • H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275—Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3298—Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/446—Sulfides, tellurides or selenides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/449—Organic acids, e.g. EDTA, citrate, acetate, oxalate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6565—Cooling rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法。该制备方法中采用溶胶凝胶工艺制备复合磁性材料与采用化学反应方法制备的纳米材料联合使用，并经过特定的程序升温、降温、保温的过程，提高了反应物的活性和确保了固相反应的充分进行，促使形成高磁导率的锰铁锌铁氧体晶相，制备出一种高磁导率的锰锌铁氧体磁性材料。

Description

一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铁氧体材料的制备方法，具体来说是一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法。
背景技术
锰锌铁氧体是软磁铁氧体的一种，属尖晶石型结构。由铁、锰、锌的氧化物及其盐类，采用陶瓷工艺制成。它具有高的起始导磁率。一般在1千赫至10兆赫的频率范围内使用。可制作电感器、变压器、滤波器的磁芯、磁头及天线棒，通常被称为铁氧体磁芯。软磁铁氧体材料是电子工业及信息产业的基础材料，应用广泛。
随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活之间的联系日益密切。任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。小型化、轻量化、集成化是现代电子产品发展不可逆的趋势，因此作为其内部重要功能模块的开关电源的小型化也成为了现今迫在眉睫的任务。对于开关电源的小型化，目前有两种方法可以实现：一是提高工作频率，频率越高则需要的开关电源模块尺寸就越小；二是采用各种微电子工艺将各个分立器件集成为一块芯片。对于应用在开关电源中的变压器而言，其损耗大小对于整个开关电源模块的效率有着非常重大的影响。变压器的损耗由两部分组成：一是由高频趋肤效应和线圈的等效电阻等因素引起的损耗，称为铜损；二是由磁芯材料在不同工作条件下产生的损耗，称为铁损。对于铜损，通常通过减少绕线匝数、优化线圈结构等方法使其值尽量小；对于铁损，则需要通过选用功耗较低的磁芯材料来改善。随着开关电源开关频率发展得越来越高，对于应用在其中的变压器而言，磁芯材料需要采用比金属磁性材料电阻率更高的软磁铁氧体材料。锰锌铁氧体因其高起始磁导率、高饱和磁感应强度、低功耗等优点一直被广泛地用作开关电源中的变压器磁芯材料。但随着开关电源的开关频率向着MHz级的高频方向发展，传统锰锌铁氧体因其较低的电阻率，其在高频环境下涡流损耗变得显著，其原有的优势也不再明显。现有化学共沉淀法制备锰锌铁氧体过程中对前驱体溶液的配制有很多种方法，但是所得前驱体的粒度较高，均匀性也较差而且最终所得的铁氧体的磁导率μi一般在10000-20000左右，对于高磁导率的锰锌铁氧体而言磁导率较低。
为了制备高磁导率低损耗材料，就必须对锰锌铁氧体的损耗机理进行分析和研究，并采取相应的掺杂和工艺。通常在锰锌铁氧体中掺杂一定量的单一金属或稀土元素可以改善铁氧体材料的某个或某几个性能，不能有效改善其综合性能，而通常对于同时添加多种元素的复合掺杂时，其最终材料的综合性能改善与所选择添加的元素组合配比息息相关，组合中某种元素用量或组合形式均可能对材料性能产生重要的影响。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法。该制备方法中采用溶胶凝胶工艺制备复合磁性材料与采用化学反应方法制备的纳米材料联合使用，并经过特定的程序升温、降温、保温的过程，形成具有特殊结构和性能的磁性铁氧体材料。
本发明采用以下技术方案：
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将10.8ml的正硅酸乙酯溶解于20ml无水乙醇中得到溶液A，将4.25g九水硝酸铁溶解于10ml蒸馏水中得到溶液B，然后将溶液B缓慢滴加到不断搅拌的溶液A中，滴加完成后室温下静置，直至产生湿凝胶，然后将得到的湿凝胶在烘箱中干燥得到凝胶块，然后将凝胶块在高温下煅烧得到复合磁性材料粉末，备用；
(2)取0.1mol的(NH4)2MoO4和0.1mol的Dy(CH3COO)3溶解于150ml的二次水中得到混合液，将混合液置于硫化氢气体氛围下，在循环水浴温度为70℃下反应1h，反应结束后将反应液转移到旋转蒸发仪中旋转蒸发1h，完全去除溶剂得到固体前驱物，然后将固体前驱物以速率4℃/min升温，N2保护下500℃退火2h得到MoS2/Dy纳米材料，备用；
(3)取步骤(2)所得的MoS2/Dy纳米材料分散于乙醇溶液中，超声4小时，然后将步骤(1)所得的复合磁性材料粉末按比例也加入其中，继续超声处理30-40分钟后，离心分离干燥得到混合纳米材料；
(4)准确称取Fe2O3、Bi2O3、ZnO、Co2O3、Mn3O4几种原料并置于球磨机中，加入占粉料总重量1.2％的二次水进行球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到一次球磨产物；
(5)将一次球磨产物置于高温电炉中进行预烧结，预烧结采用程序升温至800℃，保温反应2小时后，采用程序降温至600℃，然后自然降至室温，得到预烧结产物；
(6)将得到的预烧结产物与步骤(3)所制得的混合纳米材料混合，再次置于球磨机中并加入粉料总重1.2％的二次水进行二次球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到二球磨产物；
(7)将二次球磨产物加入到浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液中形成悬浮液，将悬浮液进行球磨混合得到粉体浆料，然后将浆料注入模具中，压力机压制后送入电阻炉中进行烧结，烧结程序由升温、降温、和保温3个阶段组成，烧结程序完成后自然冷却到室温后脱模即得高磁导率铁氧体磁性材料；
所述高磁导率铁氧体磁性材料的原料组成质量百分比为：Fe2O3 60-65％、ZnO5-10％、复合磁性材料0.8-1.5％、Bi2O3 0.8-1.2％、MoS2/Dy纳米材料0.04-0.06％、Co2O30.4-0.8％、余量Mn3O4。
优选的，所述步骤(1)中湿凝胶在烘箱中干燥的具体方法为：先于60℃干燥24h，再于110℃下干燥48小时。
优选的，所述步骤(1)中凝胶块高温煅烧时温度为600℃，煅烧时间为2h。
优选的，所述步骤(3)中离心分离转速为6000r/min。
优选的，所述步骤(5)中程序升温速率为2.5℃/min，降温速率为3.0℃/min。
优选的，所述步骤(7)中烧结程序具体过程为：采用程序升温，以2.5℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以3℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以4℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
本发明的有益效果是：本发明采用溶胶凝胶工艺制备复合磁性材料具有较好的比磁化强度和矫顽力，饱和磁通密度较大，可显著提高铁氧体材料的磁导率；同时通过化学反应制备的MoS2/Dy纳米材料具有特殊的纳米片结构，具有稳定的室温铁磁性，饱和磁化强度高，与复合磁性材协同作用共同提高了铁氧体材料的磁导率。本发明制备方法的烧结程序中采用不同的程序升温速率和保温时间，提高了反应物的活性和确保了固相反应的充分进行，促使形成高磁导率的锰铁锌铁氧体晶相，制备出一种高磁导率的锰锌铁氧体磁性材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将10.8ml的正硅酸乙酯溶解于20ml无水乙醇中得到溶液A，将4.25g九水硝酸铁溶解于10ml蒸馏水中得到溶液B，然后将溶液B缓慢滴加到不断搅拌的溶液A中，滴加完成后室温下静置，直至产生湿凝胶，然后将得到的湿凝胶在烘箱中先于60℃干燥24h，再于110℃下干燥48小时干燥得到凝胶块，然后将凝胶块在600℃下煅烧2h得到复合磁性材料粉末，备用；
(2)取0.1mol的(NH4)2MoO4和0.1mol的Dy(CH3COO)3溶解于150ml的二次水中得到混合液，将混合液置于硫化氢气体氛围下，在循环水浴温度为70℃下反应1h，反应结束后将反应液转移到旋转蒸发仪中旋转蒸发1h，完全去除溶剂得到固体前驱物，然后将固体前驱物以速率4℃/min升温，N2保护下500℃退火2h得到MoS2/Dy纳米材料，备用；
(3)取步骤(2)所得的MoS2/Dy纳米材料分散于乙醇溶液中，超声4小时，然后将步骤(1)所得的复合磁性材料粉末按比例也加入其中，继续超声处理30-40分钟后，离心分离干燥得到混合纳米材料；离心分离转速为6000r/min；
(4)准确称取Fe2O3、Bi2O3、ZnO、Co2O3、Mn3O4几种原料并置于球磨机中，加入占粉料总重量1.2％的二次水进行球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到一次球磨产物；
(5)将一次球磨产物置于高温电炉中进行预烧结，预烧结采用程序升温以2.5℃/min速率升至800℃，保温反应2小时后，采用程序降温以3.0℃/min速率降至600℃，然后自然降至室温，得到预烧结产物；
(6)将得到的预烧结产物与步骤(3)所制得的混合纳米材料混合，再次置于球磨机中并加入粉料总重1.2％的二次水进行二次球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到二球磨产物；
(7)将二次球磨产物加入到浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液中形成悬浮液，将悬浮液进行球磨混合得到粉体浆料，然后将浆料注入模具中，压力机压制后送入电阻炉中进行烧结，烧结程序由升温、降温、和保温3个阶段组成，烧结程序完成后自然冷却到室温后脱模即得高磁导率铁氧体磁性材料；烧结程序具体过程为：采用程序升温，以2.5℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以3℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以4℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
所述高磁导率铁氧体磁性材料的原料组成质量百分比为：Fe2O3 60％、ZnO 5％、复合磁性材料0.8％、Bi2O3 0.8％、MoS2/Dy纳米材料0.04％、Co2O3 0.4％、余量Mn3O4。
实施例2
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将10.8ml的正硅酸乙酯溶解于20ml无水乙醇中得到溶液A，将4.25g九水硝酸铁溶解于10ml蒸馏水中得到溶液B，然后将溶液B缓慢滴加到不断搅拌的溶液A中，滴加完成后室温下静置，直至产生湿凝胶，然后将得到的湿凝胶在烘箱中先于60℃干燥24h，再于110℃下干燥48小时干燥得到凝胶块，然后将凝胶块在600℃下煅烧2h得到复合磁性材料粉末，备用；
(2)取0.1mol的(NH4)2MoO4和0.1mol的Dy(CH3COO)3溶解于150ml的二次水中得到混合液，将混合液置于硫化氢气体氛围下，在循环水浴温度为70℃下反应1h，反应结束后将反应液转移到旋转蒸发仪中旋转蒸发1h，完全去除溶剂得到固体前驱物，然后将固体前驱物以速率4℃/min升温，N2保护下500℃退火2h得到MoS2/Dy纳米材料，备用；
(3)取步骤(2)所得的MoS2/Dy纳米材料分散于乙醇溶液中，超声4小时，然后将步骤(1)所得的复合磁性材料粉末按比例也加入其中，继续超声处理30-40分钟后，离心分离干燥得到混合纳米材料；离心分离转速为6000r/min；
(4)准确称取Fe2O3、Bi2O3、ZnO、Co2O3、Mn3O4几种原料并置于球磨机中，加入占粉料总重量1.2％的二次水进行球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到一次球磨产物；
(5)将一次球磨产物置于高温电炉中进行预烧结，预烧结采用程序升温以2.5℃/min速率升至800℃，保温反应2小时后，采用程序降温以3.0℃/min速率降至600℃，然后自然降至室温，得到预烧结产物；
(6)将得到的预烧结产物与步骤(3)所制得的混合纳米材料混合，再次置于球磨机中并加入粉料总重1.2％的二次水进行二次球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到二球磨产物；
(7)将二次球磨产物加入到浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液中形成悬浮液，将悬浮液进行球磨混合得到粉体浆料，然后将浆料注入模具中，压力机压制后送入电阻炉中进行烧结，烧结程序由升温、降温、和保温3个阶段组成，烧结程序完成后自然冷却到室温后脱模即得高磁导率铁氧体磁性材料；烧结程序具体过程为：采用程序升温，以2.5℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以3℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以4℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
所述高磁导率铁氧体磁性材料的原料组成质量百分比为：Fe2O3 65％、ZnO 10％、复合磁性材料1.5％、Bi2O3 1.2％、MoS2/Dy纳米材料0.06％、Co2O3 0.8％、余量Mn3O4。
实施例3
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，它包括以下步骤：
(1)将10.8ml的正硅酸乙酯溶解于20ml无水乙醇中得到溶液A，将4.25g九水硝酸铁溶解于10ml蒸馏水中得到溶液B，然后将溶液B缓慢滴加到不断搅拌的溶液A中，滴加完成后室温下静置，直至产生湿凝胶，然后将得到的湿凝胶在烘箱中先于60℃干燥24h，再于110℃下干燥48小时干燥得到凝胶块，然后将凝胶块在600℃下煅烧2h得到复合磁性材料粉末，备用；
(2)取0.1mol的(NH4)2MoO4和0.1mol的Dy(CH3COO)3溶解于150ml的二次水中得到混合液，将混合液置于硫化氢气体氛围下，在循环水浴温度为70℃下反应1h，反应结束后将反应液转移到旋转蒸发仪中旋转蒸发1h，完全去除溶剂得到固体前驱物，然后将固体前驱物以速率4℃/min升温，N2保护下500℃退火2h得到MoS2/Dy纳米材料，备用；
(3)取步骤(2)所得的MoS2/Dy纳米材料分散于乙醇溶液中，超声4小时，然后将步骤(1)所得的复合磁性材料粉末按比例也加入其中，继续超声处理30-40分钟后，离心分离干燥得到混合纳米材料；离心分离转速为6000r/min；
(4)准确称取Fe2O3、Bi2O3、ZnO、Co2O3、Mn3O4几种原料并置于球磨机中，加入占粉料总重量1.2％的二次水进行球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到一次球磨产物；
(5)将一次球磨产物置于高温电炉中进行预烧结，预烧结采用程序升温以2.5℃/min速率升至800℃，保温反应2小时后，采用程序降温以3.0℃/min速率降至600℃，然后自然降至室温，得到预烧结产物；
(6)将得到的预烧结产物与步骤(3)所制得的混合纳米材料混合，再次置于球磨机中并加入粉料总重1.2％的二次水进行二次球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到二球磨产物；
(7)将二次球磨产物加入到浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液中形成悬浮液，将悬浮液进行球磨混合得到粉体浆料，然后将浆料注入模具中，压力机压制后送入电阻炉中进行烧结，烧结程序由升温、降温、和保温3个阶段组成，烧结程序完成后自然冷却到室温后脱模即得高磁导率铁氧体磁性材料；烧结程序具体过程为：采用程序升温，以2.5℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以3℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以4℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
所述高磁导率铁氧体磁性材料的原料组成质量百分比为：Fe2O3 62％、ZnO 8％、复合磁性材料1.2％、Bi2O3 1.0％、MoS2/Dy纳米材料0.05％、Co2O3 0.6％、余量Mn3O4。
对比例1
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，具体步骤及原料组成同实施例3，唯一不同的是：步骤(7)中烧结程序具体过程为：采用程序升温，以2.5℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以2.5℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以2.5℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
对比例2
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，具体步骤及原料组成同实施例3，唯一不同的是：步骤(7)中烧结程序具体过程为：采用程序升温，以3℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以3℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以3℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
对比例3
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，具体步骤及原料组成同实施例3，唯一不同的是：步骤(7)中烧结程序具体过程为：采用程序升温，以4℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以4℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以4℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
对比例4
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，具体步骤及原料组成同实施例3，唯一不同的是：步骤(7)中烧结程序具体过程为：采用程序升温，以4℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以3℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以2.5℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
对比例5
一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，具体步骤及原料组成同实施例3，唯一不同的是：步骤(7)中烧结程序具体过程为：采用程序升温，以3℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以4℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以2.5℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
对上述实施例3和对比例1-5所制备的铁氧体磁性材料进行性能测试，检测结果如表1所示。
表1性能测试结果
Figure BDA0002319838260000071
Figure BDA0002319838260000081
从上述表1的内容可以看出，本发明制备的高磁导率铁氧体磁性材料的初始磁导率为50000，是一种高磁导率铁氧体磁性材料。这是由于稀土元素镝掺杂MoS2制得的纳米材料，可显著提高铁氧体材料的磁导率，而采用溶胶凝胶工艺制备复合磁性材料具有较好的比磁化强度和矫顽力，饱和磁通密度较大，可显著提高铁氧体材料的磁导率，二者同时用于提高铁氧体材料的磁导率，具有协同作用。同时本发明的铁氧体烧结工艺汇总采用渐增式升温速率来控制晶体生成的形态或外貌，提高了反应物的活性和确保了固相反应的充分进行，从而改变最终制备产品的性能，成功制备出具有高磁导率的铁氧体材料。而对比例1-5的数据可以看出，改变程序升温的方式后可以造成铁氧体磁性材料的性能改变，这可能是由于不同的温度对晶相的形成或外貌具有影响。因而，采用本发明的工艺方法制备的铁氧体性材料具有高磁导率的优异性能。

Claims (5)

1.一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)将10.8ml的正硅酸乙酯溶解于20ml无水乙醇中得到溶液A，将4.25g九水硝酸铁溶解于10ml蒸馏水中得到溶液B，然后将溶液B缓慢滴加到不断搅拌的溶液A中，滴加完成后室温下静置，直至产生湿凝胶，然后将得到的湿凝胶在烘箱中干燥得到凝胶块，然后将凝胶块在高温下煅烧得到复合磁性材料粉末，备用；
(2)取0.1mol的(NH4)2MoO4和0.1mol的Dy(CH3COO)3溶解于150ml的二次水中得到混合液，将混合液置于硫化氢气体氛围下，在循环水浴温度为70℃下反应1h，反应结束后将反应液转移到旋转蒸发仪中旋转蒸发1h，完全去除溶剂得到固体前驱物，然后将固体前驱物以速率4℃/min升温，N2保护下500℃退火2h得到MoS 2/Dy纳米材料，备用；
(3)取步骤(2)所得的MoS2/Dy纳米材料分散于乙醇溶液中，超声4小时，然后将步骤(1)所得的复合磁性材料粉末按比例也加入其中，继续超声处理30-40分钟后，离心分离干燥得到混合纳米材料；
(4)准确称取Fe2O3、Bi2O3、ZnO、Co2O3、Mn3O4几种原料并置于球磨机中，加入占粉料总重量1.2％的二次水进行球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到一次球磨产物；
(5)将一次球磨产物置于高温电炉中进行预烧结，预烧结采用程序升温至800℃，保温反应2小时后，采用程序降温至600℃，然后自然降至室温，得到预烧结产物；
(6)将得到的预烧结产物与步骤(3)所制得的混合纳米材料混合，再次置于球磨机中并加入粉料总重1.2％的二次水进行二次球磨，球磨转速固定为200r/min，球磨4小时后烘干得到二球磨产物；
(7)将二次球磨产物加入到浓度为10wt％的聚乙烯醇溶液中形成悬浮液，将悬浮液进行球磨混合得到粉体浆料，然后将浆料注入模具中，压力机压制后送入电阻炉中进行烧结，烧结程序由升温、降温、和保温3个阶段组成，烧结程序完成后自然冷却到室温后脱模即得高磁导率铁氧体磁性材料；
所述高磁导率铁氧体磁性材料的原料组成质量百分比为：Fe2O3 60-65％、ZnO 5-10％、复合磁性材料0.8-1.5％、Bi2O3 0.8-1.2％、MoS2/Dy纳米材料0.04-0.06％、Co2O3 0.4-0.8％、余量Mn3O4；
所述步骤(7)中烧结程序具体过程为：采用程序升温，以2.5℃/min的速率升至200℃，保温1h，然后以3℃/min的速率升温至550℃，保温2h，然后再以4℃/min的速率升温至900℃，保温3h后以3℃/min的速率降温至600℃即完成烧结程序。
2.根据权利要求1所述的高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中湿凝胶在烘箱中干燥的具体方法为：先于60℃干燥24h，再于110℃下干燥48小时。
3.根据权利要求1所述的高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中凝胶块高温煅烧时温度为600℃，煅烧时间为2h。
4.根据权利要求1所述的高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中离心分离转速为6000r/min。
5.根据权利要求1所述的高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中程序升温速率为2.5℃/min，降温速率为3.0℃/min。
CN201911293331.8A 2019-12-16 2019-12-16 一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法 Active CN110981460B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911293331.8A CN110981460B (zh) 2019-12-16 2019-12-16 一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911293331.8A CN110981460B (zh) 2019-12-16 2019-12-16 一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110981460A CN110981460A (zh) 2020-04-10
CN110981460B true CN110981460B (zh) 2021-02-19

Family

ID=70093966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911293331.8A Active CN110981460B (zh) 2019-12-16 2019-12-16 一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110981460B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112479699B (zh) * 2020-12-22 2022-04-15 深圳信义磁性材料有限公司 一种低损耗纳米铁氧体磁性材料及其制备方法
CN116606129A (zh) * 2022-02-08 2023-08-18 淮安市昊天磁业有限公司 一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010120808A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Nec Tokin Corp ＭｎＺｎフェライト、及びその製造方法
CN103413921A (zh) * 2013-08-26 2013-11-27 中国科学技术大学 尖晶石型磁性铁氧体/二硫化钼纳米复合材料及其制备方法和应用
CN104529425A (zh) * 2014-12-19 2015-04-22 江门安磁电子有限公司 一种宽温高磁导率MnZn铁氧体材料及其制造方法
CN107540366A (zh) * 2016-06-29 2018-01-05 比亚迪股份有限公司 一种铁氧体材料的制备方法及其铁氧体材料
CN107827448A (zh) * 2017-11-21 2018-03-23 常州创索新材料科技有限公司 一种锰锌软磁铁氧体材料的制备方法
CN110483031A (zh) * 2019-08-21 2019-11-22 南通成泰磁材科技有限公司 耐高温的永磁铁氧体磁性材料及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5761609B2 (ja) * 2011-09-02 2015-08-12 株式会社村田製作所 セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010120808A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Nec Tokin Corp ＭｎＺｎフェライト、及びその製造方法
CN103413921A (zh) * 2013-08-26 2013-11-27 中国科学技术大学 尖晶石型磁性铁氧体/二硫化钼纳米复合材料及其制备方法和应用
CN104529425A (zh) * 2014-12-19 2015-04-22 江门安磁电子有限公司 一种宽温高磁导率MnZn铁氧体材料及其制造方法
CN107540366A (zh) * 2016-06-29 2018-01-05 比亚迪股份有限公司 一种铁氧体材料的制备方法及其铁氧体材料
CN107827448A (zh) * 2017-11-21 2018-03-23 常州创索新材料科技有限公司 一种锰锌软磁铁氧体材料的制备方法
CN110483031A (zh) * 2019-08-21 2019-11-22 南通成泰磁材科技有限公司 耐高温的永磁铁氧体磁性材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
γ-Fe_2O_3/SiO_2纳米复合粉体的制备;黄祥卉等;《无机材料学报》;20050531;第20卷(第03期);第685-690页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110981460A (zh) 2020-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103058643B (zh) 宽温高叠加低功耗Mn-Zn软磁铁氧体材料及制备方法
CN108424136B (zh) MHz级开关电源用MnZn功率铁氧体及其制备方法
CN112479699B (zh) 一种低损耗纳米铁氧体磁性材料及其制备方法
CN107352991B (zh) 一种核壳结构锰锌/镍锌复合铁氧体及其制备方法
CN110922179B (zh) 一种高磁导率低损耗铁氧体材料及其制备方法
CN108530050B (zh) 宽温低损耗高阻抗MnZn软磁铁氧体材料及制备方法
CN108947513B (zh) 一种低压低温烧结制备的功率镍锌铁氧体及其制备方法
CN104150894B (zh) 一种耐热冲击镍锌铁氧体及其制备方法
CN111233452B (zh) 一种高频高阻抗的贫铁锰锌铁氧体及其制备方法
CN110981460B (zh) 一种高磁导率铁氧体磁性材料的制备方法
CN108640670B (zh) 高Bs值、低功率损耗软磁铁氧体材料及磁芯的制备方法
CN103113093A (zh) 高频高阻抗锰锌铁氧体磁环及其制备方法
CN104402424A (zh) 高饱和磁通密度、高直流叠加、高居里温度的镍锌铁氧体材料及其制备方法
CN105884342A (zh) Bi代LiZnTiMn旋磁铁氧体基板材料的制备方法
CN107216135A (zh) NiCuZn铁氧体磁片及制备方法
CN110668806A (zh) 一种高频率用软磁铁氧体的制备方法
CN103848620B (zh) 一种LiMnZn铁氧体材料及其制备方法
CN108275994B (zh) 宽温低功耗高直流叠加特性锰锌铁氧体及其制备方法
CN105384435A (zh) 一种4元配方超高Bs锰锌铁氧体材料及制备方法
CN108298972A (zh) 一种软磁铁氧体片材的制备方法
CN111517776A (zh) 一种锰锌软磁铁氧体材料的制备方法
CN104129980A (zh) 一种低烧结温度软磁铁氧体材料及其制备方法
CN103956247A (zh) 高频低衰减磁性材料及其生产方法
CN101811861A (zh) 一种高饱和磁感应强度和高电阻率的纳米晶MnZn铁氧体材料及其制备方法
CN113149630B (zh) 一种高磁导率高Bs高Tc的MnZn铁氧体材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant