CN113024240B - 一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法 - Google Patents

一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于铁氧体制备技术领域，一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，包括原料、辅助添加剂、MgCo‑Z型六角掺杂剂，原料包括复合羰基铁粉、Mn3O4、ZnO、NiO的混合物，所述复合羰基铁粉含量为58.8mol％～61.5mol％、ZnO为19.5mol％～21.0mol％，NiO为5.5mol％～6.0mol％，余量为Mn3O4，辅助添加剂包括包括CaCO3、Nb2O5、Bi2O3、V2O5、MoO3中的至少四种，本发明在传统三元配方体系基础上，添加了少量NiO形成四元配方体系，能够提高材料饱和磁通密度和磁导率，并且在各添加剂的协同作用下形成的铁氧体保证了高居里温度、高起始磁导率的同时，能够大大降低功率损耗，并且能够保持较高的饱和磁通密度和叠加能力。

Description

一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法
技术领域
本发明属于铁氧体合成技术领域，特别涉及一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法。
背景技术
在通信领域，用于网络变压器的磁芯所用的材料一般是磁导率4000-10000范围，此类网络变压器主要起到信号传输、阻抗匹配、并起到电气隔离的作用，为了避免信号传输错误，一般要求磁芯所用的材料具有低的谐波失真且具有高的磁导率。磁芯作为网络信号传输的核心器件，所用材料直接影响到传输信号的失真度，由于网络传输信号中含有很大的语音信号，该部分信号含有较大的直流分量，在使用普通的磁导率是5000或者是10000材料时，往往出现磁导率在遇到较大直流分量的语音信号后，出现电感跌落的情况，其中主要的一个原因是这些材料的饱和磁通密度比较低，25℃只有420mT左右，而且这些材料的居里温度普遍偏低，磁导率10000的材料一般只有130℃，在个别严苛的应用环境里是安全余量不足。
例如东磁公司的专利文献CN 102693807 A公布了一种超宽温低损耗高磁通密度MnZn功率铁氧体及其制备方法，该超宽温低损耗高磁通密度MnZn功率铁氧体在100kHz、200mT的条件下，25℃功耗≤390mW/cm 3，120℃功耗≤330mW/cm 3，140℃功耗≤400mW/cm3，在1194A/m、50Hz的条件下，25℃的饱和磁通密度≥540，此材料具备较好的宽温低损性能，但并不能避免网络变压器在遇到直流分量时，磁芯由于电感跌落而导致谐波失真失效以及阻抗匹配错误的现象。
因此本专利开发出了一种具有高抗直流叠加跌落的材料，该材料具有高的磁导率、低谐波失真、高叠加、高居里温度等多重特性。大量的试验证明，磁芯高抗直流叠加能力与材料的饱和磁通密度有着很密切的相关关系。一般情况下，饱和磁通密度越高，叠加能力越好。。
发明内容
本发明的目的是提供一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，本发明所形成的铁氧体在保证了高居里温度、高起始磁导率的条件下，能够大大降低功率损耗，并且能够保持较高的饱和磁通密度和叠加能力。。
1.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，包括原料、辅助添加剂、MgCo-Z型六角掺杂剂；
所述原料包括复合羰基铁粉、Mn3O4、ZnO、NiO的混合物，所述复合羰基铁粉含量为58.8mol％～61.5mol％、ZnO为19.5mol％～21.0mol％，NiO为5.5mol％～6.0mol％，余量为Mn3O4；
所述辅助添加剂包括包括CaCO3、Nb2O5、Bi2O3、V2O5、、MoO3中的至少四种。
本发明的进一步设置为：所述复合羰基铁粉通过以下步骤制备：将一定质量比的羰基铁粉与稀土氧化物的混合料加入到球磨罐中，在球料比为15:1，球磨时间为5h的条件下得到干磨料，再在干磨后的球磨罐中加入过程控制剂，继续球磨12小时，得到复合羰基铁粉。
本发明的进一步设置为：所述羰基铁粉与稀土氧化物的添加比1:0.05～1:0.15之间。
本发明的进一步设置为：所述稀土氧化物包括氧化铈、氧化镨、氧化镝中的一种。
本发明的进一步设置为：所述过程控制剂包括无水乙醇、硬脂酸、不饱和聚酯、聚环氧琥珀酸中的一种或多种。
本发明的进一步设置为：一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)取一定质量比的复合羰基铁粉、Mn3O4、ZnO、NiO混合料中加入锆球和液体形成料：球：液比为1：1.2：3.5的球磨介质后，放入球磨灌中进行混合球磨形成粉体，球磨时间110min，浆料平均粒径在1.8μm；
(2)将步骤(1)得到的粉体使用天然气回转窑在空气条件下温度为960℃预烧4个小时，进料量2～3kg/h，转速2N/min，得到尖晶石合成度为10～20％的铁氧体粉体；
(3)将步骤(2)所得铁氧体粉体与一定量的辅助添加剂、MgCo-Z型六角掺杂剂混合，并将混合后的物料放入到球磨灌中进行二次球磨，其中：料：球：液比为1：5：1，球磨80min后，得到平均粒径在0.8-1.0μm的粉料；
(4)造粒成型，在步骤(3)得到的粉料中加入浓度为8％的聚乙烯醇搅拌15min，混合完全后，使粉料团聚成具有流动性的小颗粒，筛选出40目到200目之间的颗粒填入特定尺寸与形状的磨具中进行单向加压，脱模后形成得到生坯；
(5)烧结，对步骤(4)中形成的生坯进行保温排胶后烧结，在起始温度为25℃，以2～3℃/min的速度升温，温度达到1320℃后，将氧含量控制在1％～2％之间，持续致密化时间2～3小时，再将氧含量降低到2-3％之间，保温7-9个小时，在平衡气氛中降温，采用5℃/min的降温速度将温度从1320℃下降到25℃，得到最终软磁铁氧体材料。
本发明的进一步设置为：所述MgCo-Z型六角掺杂剂化学式为Mg3Co2Fe24O41。
本发明的进一步设置为：所述MgCo-Z型六角掺杂剂通过以下步骤制备：按化学配比称取分析纯的MgCO3、Co3O4、Fe2O3的粉末混合后，球磨10h后，在空气1200℃预烧2小时，得到MgCo-Z型六角掺杂剂。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用在传统三元配方体系基础上，添加了少量NiO形成四元配方体系，增加了面心立方晶体结构A、B位子磁矩差，能够提高材料饱和磁通密度和磁导率，同时，传统配料中的Fe2O3原料受到Snoek极限的限制，随着频率的增加，磁导率衰减的趋势很快，从而会导致在高频段的磁导率明显降低，将Fe2O3替换成复合羰基铁粉，羰基铁粉是一种铁磁性金属粉体，具有高居里温度点、高磁饱和强度、较大磁损耗以及频带更宽等特点，而将羰基铁粉与稀土氧化物进行复合，对羰基铁粉进行表面改性以降低复介电常数，采用高能球磨使复合羰基铁粉由球状向片状的转变的过程中，粉体扁平率在增加，形状各向异性也随之增大，有利于材料在高频下突破Snoek的限制而保持较高的磁导率。
2、本发明中与羰基铁粉进行复合的稀土氧化物选用氧化铈、氧化镨、氧化镝中的一种，在复合羰基铁粉片状结构下，各种辅助添加剂和掺杂剂能够更好与晶体接触，提高掺杂效果，由于Ce离子的半径与铁氧体晶格空隙相近，同时Ce3+为顺磁性物质，Ce4+为抗磁性物质，两者相互作用，使铁氧体能够一直保持较稳定的磁通率，同时，变价的Ce离子进入到铁氧体晶格取代Fe3+后，通过缺陷结构传递电荷，使得部分Fe3+转化为Fe2+，达到电价平衡，降低介电损耗，而镨和镝元素具有较强的各向异性，能够对铁氧体的磁性能带来较大的改观。
3、本发明中羰基铁粉在制备过程中添加了无水乙醇、硬脂酸、不饱和聚酯、聚环氧琥珀酸等过程抑制剂，过程控制剂在粉末表面吸附降低了粉末颗粒的自由能，使得粉末向磨球和罐壁的吸附驱动力减小因而粉末粘球和粘壁的程度下降。同时，过程控制剂的加入改善了粉体在球磨罐中分散性和流动性，球磨过程中粉体所受到的冲击、挤压、冷焊程度几率接近，因而粉体的大小更加均匀，形状更为相似，进而能够控制晶体粒度大小相近，能够细化晶粒并使晶粒变得均匀，同时还能够改善Mn Zn铁氧体的显微结构，使最终Mn Zn铁氧体具有高温下高频损耗较低的效果，此外，该过程抑制剂能够在复合羰基铁粉的制备过程中在复合羰基铁粉的表面形成一层膜，避免了在复合羰基铁粉制备过程中球磨罐壁和钢球或锆球中的金属元素进入到复合羰基铁粉层状结构内，使复合羰基铁粉性能发生变化而影响后续与其他原料、掺杂剂和添加剂的混合掺杂效果，此外，该过程抑制剂在后续烧结过程中，随着温度的升高会挥发，不会影响后续的烧结成型过程。
4、本发明中材料中还添加有MgCo-Z型六角掺杂剂，Co2Z平面六角铁氧体具有较高的磁晶各向异性能和磁晶各向异性场，因此，磁化过程具有从优取向，能够获得较高的磁导率，而Co离子是一种磁性离子，其磁晶各向异性常数为正，而铁氧体材料的磁晶各向异性常数一般为负值，因此Co的加入可以有效调控铁氧体的磁性能，而采用Mg离子取代Co离子能够明显地降低截止频率，这是由于掺杂Mg系铁氧体系列都具有较低的损耗特性以及较高的烧结密度，能够弥补Co2Z较高损耗的缺点，综合多种特性掺杂制备的MgCo-Z型六角掺杂剂能够具有高磁导率的前提下，能够明显降低磁电损耗。
5、本发明制备的软磁铁氧体材料，在烧结过程中，采用能耗更低的低温低氧双低烧结工艺配合致密化烧结工艺，既能够在双低烧结工艺下产生，适应带宽更大、工作频率更高的铁氧体，配合致密化烧结工艺能够弥补低温烧结所达不到的高磁导率，该工艺形成的铁氧体在高磁导率的条件下依旧能够满足宽频的要求。
具体实施方式
下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对比例1
一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)取一定质量比的58.8mol％Fe2O3、16.2mol％Mn3O4、19.5mol％ZnO、5.5mol％NiO混合料中加入锆球和液体形成料：球：液比为1：1.2：3.5的球磨介质后，放入球磨灌中进行混合球磨形成粉体，球磨时间110min，浆料平均粒径在1.8μm；
(2)将步骤(1)得到的粉体使用天然气回转窑在空气条件下温度为960℃预烧4个小时，进料量2～3kg/h，转速2N/min，得到尖晶石合成度为10～20％的铁氧体粉体；
(3)将步骤(2)所得铁氧体粉体与300ppmCaCO3、100ppmNb2O5、50ppmBi2O3、50ppmV2O5混合，并将混合后的物料放入到球磨灌中进行二次球磨，其中：料：球：液比为1：5：1，球磨80min后，得到平均粒径在0.8-1.0μm的粉料；
(4)造粒成型，在步骤(3)得到的粉料中加入浓度为8％的聚乙烯醇搅拌15min，混合完全后，使粉料团聚成具有流动性的小颗粒，筛选出40目到200目之间的颗粒填入特定尺寸与形状的磨具中进行单向加压，脱模后形成得到生坯；
(5)烧结，对步骤(4)中形成的生坯进行保温排胶后烧结，在起始温度为25℃，以2～3℃/min的速度升温，温度达到1320℃后，将氧含量控制在1％～2％之间，持续致密化时间2～3小时，再将氧含量降低到2-3％之间，保温7-9个小时，在平衡气氛中降温，采用5℃/min的降温速度将温度从1320℃下降到25℃，得到最终软磁铁氧体材料。
实施例2
一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)取一定质量比的58.8mol％复合羰基铁粉、16.2mol％Mn3O4、19.5mol％ZnO、5.5mol％NiO混合料中加入锆球和液体形成料：球：液比为1：1.2：3.5的球磨介质后，放入球磨灌中进行混合球磨形成粉体，球磨时间110min，浆料平均粒径在1.8μm；
(2)将步骤(1)得到的粉体使用天然气回转窑在空气条件下温度为960℃预烧4个小时，进料量2～3kg/h，转速2N/min，得到尖晶石合成度为10～20％的铁氧体粉体；
(3)将步骤(2)所得铁氧体粉体与300ppmCaCO3、100ppmNb2O5、50ppmBi2O3、50ppmV2O5混合，并将混合后的物料放入到球磨灌中进行二次球磨，其中：料：球：液比为1：5：1，球磨80min后，得到平均粒径在0.8-1.0μm的粉料；
(4)造粒成型，在步骤(3)得到的粉料中加入浓度为8％的聚乙烯醇搅拌15min，混合完全后，使粉料团聚成具有流动性的小颗粒，筛选出40目到200目之间的颗粒填入特定尺寸与形状的磨具中进行单向加压，脱模后形成得到生坯；
(5)烧结，对步骤(4)中形成的生坯进行保温排胶后烧结，在起始温度为25℃，以2～3℃/min的速度升温，温度达到1320℃后，将氧含量控制在1％～2％之间，持续致密化时间2～3小时，再将氧含量降低到2-3％之间，保温7-9个小时，在平衡气氛中降温，采用5℃/min的降温速度将温度从1320℃下降到25℃，得到最终软磁铁氧体材料。
实施例3
一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)取一定质量比的61.5mol％复合羰基铁粉、13.3mol％Mn3O4、19.8mol％ZnO、5.4mol％NiO混合料中加入锆球和液体形成料：球：液比为1：1.2：3.5的球磨介质后，放入球磨灌中进行混合球磨形成粉体，球磨时间110min，浆料平均粒径在1.8μm；
(2)将步骤(1)得到的粉体使用天然气回转窑在空气条件下温度为960℃预烧4个小时，进料量2～3kg/h，转速2N/min，得到尖晶石合成度为10～20％的铁氧体粉体；
(3)将步骤(2)所得铁氧体粉体与200ppmCaCO3、150ppmNb2O5、50ppmBi2O3、100MoO3、100ppm MgCo-Z型六角掺杂剂混合，并将混合后的物料放入到球磨灌中进行二次球磨，其中：料：球：液比为1：5：1，球磨80min后，得到平均粒径在0.8-1.0μm的粉料；
(4)造粒成型，在步骤(3)得到的粉料中加入浓度为8％的聚乙烯醇搅拌15min，混合完全后，使粉料团聚成具有流动性的小颗粒，筛选出40目到200目之间的颗粒填入特定尺寸与形状的磨具中进行单向加压，脱模后形成得到生坯；
(5)烧结，对步骤(4)中形成的生坯进行保温排胶后烧结，在起始温度为25℃，以2～3℃/min的速度升温，温度达到1320℃后，将氧含量控制在1％～2％之间，持续致密化时间2～3小时，再将氧含量降低到2-3％之间，保温7-9个小时，在平衡气氛中降温，采用5℃/min的降温速度将温度从1320℃下降到25℃，得到最终软磁铁氧体材料。
实施例4
一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)取一定质量比的61.1mol％复合羰基铁粉、12.5mol％Mn3O4、20.4mol％ZnO、6.0mol％NiO混合料中加入锆球和液体形成料：球：液比为1：1.2：3.5的球磨介质后，放入球磨灌中进行混合球磨形成粉体，球磨时间110min，浆料平均粒径在1.8μm；
(2)将步骤(1)得到的粉体使用天然气回转窑在空气条件下温度为960℃预烧4个小时，进料量2～3kg/h，转速2N/min，得到尖晶石合成度为10～20％的铁氧体粉体；
(3)将步骤(2)所得铁氧体粉体与100ppmNb2O5、50ppmBi2O3、100ppmV2O5、100MoO3、80ppm MgCo-Z型六角掺杂剂混合，并将混合后的物料放入到球磨灌中进行二次球磨，其中：料：球：液比为1：5：1，球磨80min后，得到平均粒径在0.8-1.0μm的粉料；
(4)造粒成型，在步骤(3)得到的粉料中加入浓度为8％的聚乙烯醇搅拌15min，混合完全后，使粉料团聚成具有流动性的小颗粒，筛选出40目到200目之间的颗粒填入特定尺寸与形状的磨具中进行单向加压，脱模后形成得到生坯；
(5)烧结，对步骤(4)中形成的生坯进行保温排胶后烧结，在起始温度为25℃，以2～3℃/min的速度升温，温度达到1320℃后，将氧含量控制在1％～2％之间，持续致密化时间2～3小时，再将氧含量降低到2-3％之间，保温7-9个小时，在平衡气氛中降温，采用5℃/min的降温速度将温度从1320℃下降到25℃，得到最终软磁铁氧体材料。
实施例5
一种高叠加、高磁导率铁氧体材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)取一定质量比的60.2mol％复合羰基铁粉、13.3mol％Mn3O4、21.0mol％ZnO、5.5mol％NiO混合料中加入锆球和液体形成料：球：液比为1：1.2：3.5的球磨介质后，放入球磨灌中进行混合球磨形成粉体，球磨时间110min，浆料平均粒径在1.8μm；
(2)将步骤(1)得到的粉体使用天然气回转窑在空气条件下温度为960℃预烧4个小时，进料量2～3kg/h，转速2N/min，得到尖晶石合成度为10～20％的铁氧体粉体；
(3)将步骤(2)所得铁氧体粉体与200ppmCaCO3、100ppmBi2O3、100ppmV2O5、100MoO3、110ppm MgCo-Z型六角掺杂剂混合，并将混合后的物料放入到球磨灌中进行二次球磨，其中：料：球：液比为1：5：1，球磨80min后，得到平均粒径在0.8-1.0μm的粉料；
(4)造粒成型，在步骤(3)得到的粉料中加入浓度为8％的聚乙烯醇搅拌15min，混合完全后，使粉料团聚成具有流动性的小颗粒，筛选出40目到200目之间的颗粒填入特定尺寸与形状的磨具中进行单向加压，脱模后形成得到生坯；
(5)烧结，对步骤(4)中形成的生坯进行保温排胶后烧结，在起始温度为25℃，以2～3℃/min的速度升温，温度达到1320℃后，将氧含量控制在1％～2％之间，持续致密化时间2～3小时，再将氧含量降低到2-3％之间，保温7-9个小时，在平衡气氛中降温，采用5℃/min的降温速度将温度从1320℃下降到25℃，得到最终软磁铁氧体材料。
表1原料添加比例及实施例性能测试结果
Figure BDA0003069468100000071
由上述表1结果可知，本发明的一种高叠加、高磁导率铁氧体材料经测试，对比例1与实施例1对比可以看出，将壁例中Fe2O3替换为复合羰基铁粉后可以看出，居里温度明显提高了近40℃，并且饱和磁通密度大大增加，而一般情况下，饱和磁通密度越高，叠加能力越好，因可以看出，添加复合羰基铁粉后铁氧体材料的叠加能够大大提高，实施例1和实施例2-4对比可以看出，MgCo-Z型六角掺杂剂的添加使铁氧体在高温条件下依旧能够保持较高的饱和磁通密度，并且起始磁导率达到了10000以上，因此，本发明所形成的铁氧体在保证了高居里温度、高起始磁导率的条件下，能够大大降低功率损耗，并且能够保持较高的饱和磁通密度和叠加能力。

Claims (7)

1.一种高叠加、高磁导率铁氧体材料，其特征在于：包括原料、辅助添加剂、MgCo-Z型六角掺杂剂；
所述原料包括复合羰基铁粉、Mn3O4、ZnO、NiO的混合物，所述复合羰基铁粉含量为58.8mol％～61.5mol％、ZnO为19.5mol％～21.0mol％，NiO为5.5mol％～6.0mol％，余量为Mn3O4；
所述辅助添加剂包括CaCO3、Nb2O5、Bi2O3、V2O5、MoO3中的至少四种；
所述MgCo-Z型六角掺杂剂化学式为Mg3Co2Fe24O41；
所述复合羰基铁粉为羰基铁粉与稀土氧化物采用高能球磨方式复合形成。
2.根据权利要求1所述的一种高叠加、高磁导率铁氧体材料，其特征在于：所述复合羰基铁粉通过以下步骤制备：将一定质量比的羰基铁粉与稀土氧化物的混合料加入到球磨罐中，在球料比为15:1，球磨时间为5h的条件下得到干磨料，再在干磨后的球磨罐中加入过程控制剂，继续球磨12小时，得到复合羰基铁粉。
3.根据权利要求2所述的一种高叠加、高磁导率铁氧体材料，其特征在于：所述羰基铁粉与稀土氧化物的添加比为1:0.05～1:0.15之间。
4.根据权利要求2所述的一种高叠加、高磁导率铁氧体材料，其特征在于：所述稀土氧化物包括氧化铈、氧化镨、氧化镝中的一种。
5.根据权利要求2所述的一种高叠加、高磁导率铁氧体材料，其特征在于所述过程控制剂包括无水乙醇、硬脂酸、不饱和聚酯、聚环氧琥珀酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种高叠加、高磁导率铁氧体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在一定质量比的复合羰基铁粉、Mn3O4、ZnO、NiO混合料中加入锆球和液体形成料：球：液比为1：1.2：3.5的球磨介质后，放入球磨罐中进行混合球磨形成粉体，球磨时间110min，浆料平均粒径在1.8μm；
(2)将步骤(1)得到的粉体使用天然气回转窑在空气条件下温度为960℃预烧4个小时，进料量2～3kg/h，转速2r/min，得到尖晶石合成度为10～20％的铁氧体粉体；
(3)将步骤(2)所得铁氧体粉体与一定量的辅助添加剂、Mg3Co2Fe24O41混合，并将混合后的物料放入到球磨罐 中进行二次球磨，其中：料：球：液比为1：5：1，球磨80min后，得到平均粒径在0.8-1.0μm的粉料；
(4)造粒成型，在步骤(3)得到的粉料中加入浓度为8％的聚乙烯醇搅拌15min，混合完全后，使粉料团聚成具有流动性的小颗粒，筛选出40目到200目之间的颗粒填入特定尺寸与形状的模具中进行单向加压，脱模后形成得到生坯；
(5)烧结，对步骤(4)中形成的生坯进行保温排胶后烧结，在起始温度为25℃，以2～3℃/min的速度升温，温度达到1320℃后，将氧含量控制在1％～2％之间，持续致密化时间2～3小时，再将氧含量提高到2-3％之间，保温7-9个小时，在平衡气氛中降温，采用5℃/min的降温速度将温度从1320℃下降到25℃，得到最终软磁铁氧体材料。
7.根据权利要求6所述的一种高叠加、高磁导率铁氧体材料的制备方法，其特征在于：所述Mg3Co2Fe24O41通过以下步骤制备：按化学配比称取分析纯的MgCO3、Co3O4、Fe2O3的粉末混合后，球磨10h后，在空气1200℃预烧2小时，得到Mg3Co2Fe24O41。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB697059A (en) * 1950-09-08 1953-09-16 Gen Aniline & Film Corp Preparation of ferrites and related compounds
GB704210A (en) * 1950-12-23 1954-02-17 Badische Anilin & Soda Fabric Improvements in the production of ferrites
US3000828A (en) * 1954-03-12 1961-09-19 Int Standard Electric Corp Manufacture of metal oxides and of ferrites
JPS54124298A (en) * 1978-03-20 1979-09-27 Tdk Corp Material for radio wave absorber
CN101499343A (zh) * 2008-01-29 2009-08-05 台达电子工业股份有限公司 复合软磁粉材料及永磁偏置磁芯
CN102290185A (zh) * 2011-05-03 2011-12-21 乳源东阳光磁性材料有限公司 高饱和磁通高传输能力高直流叠加的软磁材料及其制备方法
CN104402424A (zh) * 2014-11-07 2015-03-11 乳源东阳光磁性材料有限公司 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
CN104505224A (zh) * 2014-12-11 2015-04-08 安徽龙磁科技股份有限公司 一种稀土铁氧体磁芯材料
CN109851346A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 乳源东阳光磁性材料有限公司 一种高频锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法和应用
CN110467450A (zh) * 2019-08-20 2019-11-19 乳源东阳光磁性材料有限公司 一种高频锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法和应用
CN110517840A (zh) * 2019-08-12 2019-11-29 无锡斯贝尔磁性材料有限公司 一种高频宽温低损耗MnZn铁氧体材料及其制备方法
CN111362680A (zh) * 2019-10-17 2020-07-03 横店集团东磁股份有限公司 一种高频低损耗FeMnZnNi铁氧体材料及其制备方法
CN111689770A (zh) * 2020-05-19 2020-09-22 天通控股股份有限公司 一种高温高Bs低损耗软磁铁氧体材料及其制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB697059A (en) * 1950-09-08 1953-09-16 Gen Aniline & Film Corp Preparation of ferrites and related compounds
GB704210A (en) * 1950-12-23 1954-02-17 Badische Anilin & Soda Fabric Improvements in the production of ferrites
US3000828A (en) * 1954-03-12 1961-09-19 Int Standard Electric Corp Manufacture of metal oxides and of ferrites
JPS54124298A (en) * 1978-03-20 1979-09-27 Tdk Corp Material for radio wave absorber
CN101499343A (zh) * 2008-01-29 2009-08-05 台达电子工业股份有限公司 复合软磁粉材料及永磁偏置磁芯
CN102290185A (zh) * 2011-05-03 2011-12-21 乳源东阳光磁性材料有限公司 高饱和磁通高传输能力高直流叠加的软磁材料及其制备方法
CN104402424A (zh) * 2014-11-07 2015-03-11 乳源东阳光磁性材料有限公司 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
CN104505224A (zh) * 2014-12-11 2015-04-08 安徽龙磁科技股份有限公司 一种稀土铁氧体磁芯材料
CN109851346A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 乳源东阳光磁性材料有限公司 一种高频锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法和应用
CN110517840A (zh) * 2019-08-12 2019-11-29 无锡斯贝尔磁性材料有限公司 一种高频宽温低损耗MnZn铁氧体材料及其制备方法
CN110467450A (zh) * 2019-08-20 2019-11-19 乳源东阳光磁性材料有限公司 一种高频锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法和应用
CN111362680A (zh) * 2019-10-17 2020-07-03 横店集团东磁股份有限公司 一种高频低损耗FeMnZnNi铁氧体材料及其制备方法
CN111689770A (zh) * 2020-05-19 2020-09-22 天通控股股份有限公司 一种高温高Bs低损耗软磁铁氧体材料及其制备方法

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Denomination of invention: A high superposed and high permeability ferrite material and its preparation method

Effective date of registration: 20230207

Granted publication date: 20211207

Pledgee: Bank of China Limited Xiangyang Branch

Pledgor: Hubei Weishuo New Material Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980032147