CN113816734B - 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 - Google Patents
一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113816734B CN113816734B CN202111171555.9A CN202111171555A CN113816734B CN 113816734 B CN113816734 B CN 113816734B CN 202111171555 A CN202111171555 A CN 202111171555A CN 113816734 B CN113816734 B CN 113816734B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microwave
- sintering
- preparation
- ball milling
- temperature
- 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
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 86
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 68
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 64
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000009768 microwave sintering Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 72
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 62
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 42
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 35
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 35
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 35
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 34
- 239000011805 ball Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 21
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 19
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 19
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 17
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 30
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 16
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001308 Zinc ferrite Inorganic materials 0.000 description 2
- KOMIMHZRQFFCOR-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Cu].[Zn] Chemical compound [Ni].[Cu].[Zn] KOMIMHZRQFFCOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
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
- C04B35/265—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
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/6261—Milling
- C04B35/62615—High energy or reactive ball milling
-
- 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
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62695—Granulation or pelletising
-
- 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
-
- 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
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
-
- 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
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3256—Molybdenum oxides, molybdates or oxide forming salts thereof, e.g. cadmium molybdate
-
- 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
- C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
-
- 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
- C04B2235/3281—Copper oxides, cuprates or oxide-forming salts thereof, e.g. CuO or Cu2O
-
- 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
- C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
-
- 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
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/425—Graphite
-
- 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
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
- C04B2235/5248—Carbon, e.g. graphite
-
- 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
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- 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
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- 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
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- 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
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
-
- 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
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/608—Green bodies or pre-forms with well-defined 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
- C04B2235/65—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
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/661—Multi-step sintering
-
- 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
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/667—Sintering using wave energy, e.g. microwave sintering
-
- 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
-
- 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
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/6261—Milling
-
- 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
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62625—Wet mixtures
- C04B35/62635—Mixing details
-
- 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
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
- C04B35/62655—Drying, e.g. freeze-drying, spray-drying, microwave or supercritical drying
-
- 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
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/632—Organic additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Magnetic Ceramics (AREA)
Abstract
本发明提供了一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途，所述制备方法包括：原料依次进行预处理和磁场热处理后得到前驱体粉末，随后对前驱体粉末依次进行微波预烧、压制成型和微波烧结，得到所述的NiCuZn铁氧体材料。本发明提供的NiCuZn铁氧体材料制备方法，通过磁场热处理、微波预烧和微波烧结技术之间的协同作用，能够使预处理粉末的内应力得到更快释放，降低预烧和烧结的温度，促进固相反应更加快速充分地进行，从而制备得到粒径较小，同时具有优异的初始磁导率和较高居里温度的NiCuZn铁氧体粉体材料。
Description
技术领域
本发明属于软磁铁氧体材料技术领域，尤其涉及一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途。
背景技术
随着电子行业的发展与应用领域的扩展，人们对NiCuZn铁氧体材料的要求也越来越高。而NiCuZn铁氧体与其它材料一样，其性能除了与化学组成有关外，还受到颗粒形貌、尺寸及微观结构等影响。其中，高纯度、颗粒细、尺寸分布均匀的NiCuZn铁氧体粉体具有优异的性能。
目前，除了传统的干法生产工艺外，多种湿化学方法成功地应用于铁氧体的合成。但现有的NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率最大值约为3000，且使用频率范围小、高频损耗大。随着器件小型化、微型化、高性能化的发展趋势以及现阶段对短波、超短波通信设备提出的更高要求，使得NiCuZn铁氧体材料需要具备更高的初始磁导率、更宽频带及更低的损耗，同时还要求NiCuZn铁氧体材料的高频特性好，居里温度高及温度系数低。
CN109320227A公开了一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途。所述NiCuZn铁氧体材料主要由48.8～50mol％的Fe2O3、32～34mol％的ZnO、6.5～8mol％的NiO和8.5～12.7mol％的CuO组成。其制备方法包括：(1)配料湿法混合并破碎，然后烘干，得到粉料：(2)对粉料升温后进行预烧；(3)破碎烘干；(4)制成生坯；(5)烧结。但是该NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率并不高，也无法解决软磁NiCuZn铁氧体超高初始磁导率的粉料技术问题。
CN101236819B公开了一种镍铜锌铁氧体及其制造方法，该铁氧体包括主成分和副成分，主成分包括48mol％～50mol％的Fe2O3，13mol％～16mol％的NiO，29mol％～31.5mol％的ZnO，4.5mol％～6.5mol％CuO；副成分包括V2O5、MoO3、TiO2，相对主成分总量，副成分总含量为0.01wt％～0.08wt％。虽然该镍铜锌铁氧体具有较高的居里温度，但其初始磁导率并不高，并且无法解决软磁NiCuZn铁氧体超高初始磁导率的粉料技术问题。
CN1631839公开了一种低温共烧NiCuZn铁氧体材料及其制备方法，主相为尖晶石结构，并且主相包括Fe2O3、ZnO、CuO和NiO，添加杂质为分析纯度的硝酸钴和硝酸锰，以此构成低温共烧NiCuZn铁氧体材料。此外，以配制量的各离子的硝酸盐为原材料，经溶解、溶胶制备、自蔓延燃烧得NiCuZn铁氧体粉末。该NiCuZn铁氧体材料具有较低的磁损耗和温度系数，但是对初始磁导率和居里温度并没有进行介绍。
因此，如何制备粉体状NiCuZn铁氧体材料，并且能够同时具有超高初始磁导率和高居里温度，对于器件小型化、微型化、高性能化的发展以及短波、超短波通信设备等的发展具有重要作用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途，通过磁场热处理、微波预烧和微波烧结技术之间的协同作用，能够使预处理粉末的内应力得到更快释放，降低预烧和烧结的温度，促进固相反应更加快速充分地进行，从而制备得到粒径较小，同时具有优异的初始磁导率和较高居里温度的NiCuZn铁氧体粉体材料。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种NiCuZn铁氧体材料的制备方法，所述制备方法包括：
原料依次进行预处理和磁场热处理后得到前驱体粉末，随后对前驱体粉末依次进行微波预烧、压制成型和微波烧结，得到所述的NiCuZn铁氧体材料。
本发明提供的NiCuZn铁氧体材料的制备方法，通过磁场热处理、微波预烧和微波烧结技术之间的协同作用，能够使预处理粉末的内应力得到更快释放，降低预烧和烧结的温度，促进固相反应更加快速充分地进行，从而制备得到粒径较小，同时具有优异的初始磁导率和较高居里温度的NiCuZn铁氧体粉体材料。
作为本发明一种优选的技术方案，所述预处理的过程包括：
将原料溶于溶剂形成原料液，滴加碱溶液调节原料液的pH至中性后依次进行搅拌处理和干燥。
本发明采用湿法工艺对原料进行预处理，能够使预处理粉末的内应力得到更快释放，降低预烧和烧结的温度，促进固相反应更加快速充分地进行。
优选地，所述原料包括氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜。
优选地，所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的摩尔比为50:(11~13):(32~34):(5~6)，例如可以是50:11:34:5、50:11.2:33.8:5.8、50:11.5:33.5:5.8、50:11.8:33.2:5.6、50:12:33:5.5、50:12.3:32.8:5.5、50:12.5:32.5:5.3、50:12.8:32.2:5或50:13:32:5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述原料还包括碳材料。
优选地，所述碳材料包括石墨烯和/或碳纤维。
优选地，所述溶剂包括去离子水。
需要注意的是，本发明对溶剂的加入量不作具体要求和特殊限定，只要加入的溶剂能将原料溶剂即可。因此，可以理解的是，本领域技术人员可以根据使用的场景和原料的加入量对选择溶剂的加入量。
优选地，所述碱溶液调节原料液的pH前，向所述原料液中加入柠檬酸。
本发明中，在原料液中加入柠檬酸能够使得原料液凝聚，减小颗粒间距，从而提高其在微波预烧过程中的预烧活性和速率。
优选地，所述原料液的pH调至6~8，例如可以是6、6.2、6.5、6.8、7、7.2、7.5、7.8或8，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，将原料液的pH调至中性，可以防止设备被腐蚀；同时，酸性或碱性的原料液会影响后续的压制成型过程，进而影响产品性能。因此，滴加碱液将原料液的pH调至中性，能够提高NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率和居里温度。
优选地，所述碱溶液包括氨水。
优选地，所述碱溶液的质量浓度为1.5~3.8wt%，例如可以是1.5wt%、1.8wt%、2wt%、2.3wt%、2.5wt%、2.8wt%、3wt%、3.2wt%、3.5wt%或3.8wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
需要注意的是，本发明对碱溶液的加入量不作具体要求和特殊限定，只要加入的碱溶液能将原料液的pH调至中性即可。因此，可以理解的是，本领域技术人员可以根据使用的场景对调节碱溶液的加入量。
优选地，所述搅拌处理的温度为70~75℃，例如可以是70℃、71℃、72℃、73℃、74℃或75℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述搅拌处理的时间为5~10min，例如可以是5min、6min、7min、8min、9min或10min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述搅拌处理的速率为20~26rpm/min，例如可以是20rpm/min、21rpm/min、22rpm/min、23rpm/min、24rpm/min、25rpm/min或26rpm/min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，在加热条件下进行搅拌，可以促使原料液进一步凝聚，形成浆料，减小颗粒间距，从而提高其在微波预烧过程中的预烧活性和速率。
优选地，所述干燥的温度为155~165℃，例如可以是155℃、156℃、157℃、158℃、159℃、160℃、161℃、162℃、163℃、164℃或165℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述干燥的时间为2~2.5h，例如可以是2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h或2.5h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，在干燥过程中，主要原材料之间发生氧化还原反应，引发自燃烧并使体系瞬间达到高温，从而得到预处理粉末。同时，在155~165℃较高的温度下进行干燥，能够使得原材料在该过程中的燃烧反应进行的更加充分。
此外，原料还包括石墨烯和/或碳纤维，而在高温环境中，石墨烯与碳纤维穿插复合后被预处理粉末均匀地包覆，由于预处理粉末包覆在复合物表面，可以有效活化预处理粉末，使产品具有较高的磁导率，同时还能细化预处理粉末，使其呈现超顺磁态，进而有效提高后续微波预烧的活性和速度。
作为本发明一种优选的技术方案，所述磁场热处理的磁场强度为40~55mT，例如可以是40mT、42mT、45mT、48mT、50mT、52mT或55mT，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了磁场热处理的磁场强度为40~55mT，当磁场强度高于55mT时，会导致前躯体粉末之间发生团聚现象，这是由于各向异性增强导致的；当磁场强度低于40mT时，会导致前躯体粉末分布不均，这是由于过低的磁场强度不能使粉末呈现超顺磁态。
优选地，所述磁场热处理的温度为465~475℃，例如可以是465℃、466℃、467℃、468℃、469℃、470℃、471℃、472℃、473℃、474℃或475℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了磁场热处理的温度为465~475℃，当温度高于475℃时，会导致冷却时间延长；当温度低于465℃时，会导致不能促进目标产物的合成。
优选地，所述磁场热处理的时间为60~70min，例如可以是60min、61min、62min、63min、64min、65min、66min、67min、68min、69min或70min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了磁场热处理的时间为60~70min，当时间高于70min时，会导致冷却时间过长，不利于产品性能的提高；当时间低于60min时，预处理粉末的内应力得不到充分释放，从而影响材料的性能。
本发明在微波预烧前进行磁场热处理，该过程中，热处理能够使预处理粉末的内应力得到释放，各向异性减弱并分布均匀，进而磁导率得到提高，而在磁场的作用下，这种释放的强度得到提高，同时由于预处理粉末包覆在石墨烯-碳纤维复合物表面，使得这种释放的速度得到提高，磁场热处理与包覆作用协同后显著提高铁氧体材料的磁导率和居里温度。
优选地，所述磁场热处理后进行冷却处理后，得到所述前驱体粉末。
优选地，所述冷却处理为自然冷却。
作为本发明一种优选的技术方案，所述微波预烧前，对所述前驱体粉末依次进行一次球磨、离心喷雾造粒和一次过筛。
优选地，所述一次球磨为湿法球磨。
优选地，所述一次球磨的时间为50~70min，例如可以是50min、52min、55min、58min、60min、63min、65min、67min或70min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述一次球磨的转速为20~30rpm/min，例如可以是20rpm/min、21rpm/min、22rpm/min、23rpm/min、24rpm/min、25rpm/min、26rpm/min、27rpm/min、28rpm/min、29rpm/min或30rpm/min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述一次球磨的研磨球为氧化锆球。
优选地，所述一次球磨中，所述研磨球、水和前驱体粉末的质量比为(5~6):(0.8~1.0):1，例如可以是5:0.8:1、5.2:0.8:1、5.5:0.9:1、5.8:0.9:1或6:1:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述一次球磨后得到一次球磨产物，所述一次球磨产物的粒径为1~1.5μm，例如可以是1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm或1.5μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述离心喷雾造粒的入口温度为250~350℃，例如可以是250℃、280℃、300℃、320℃或350℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述离心喷雾造粒的出口温度为80~110℃，例如可以是80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或350℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，采用离心喷雾造粒是由于雾滴群的表面积很大，物料干燥所需的时间很短（通常为15~30S），喷雾干燥后得到的颗粒很细，有利于提高成型的毛坯密度以及烧结密度，从而有利于提高材料的初始磁导率性能。
优选地，所述一次过筛所用筛网的目数为100~400目，例如可以是100目、150目、200目、250目、300目、350目或400目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述微波预烧的功率为2.5~8.5kW，例如可以是2.5kW、3kW、3.5kW、4kW、4.5kW、5kW、5.5kW、6kW、6.5kW、7kW、7.5kW、8kW或8.5kW，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述微波预烧的频率为2.4~2.45GHz，例如可以是2.4GHz、2.42GHz、2.43GHz、2.44GHz或2.45GHz，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述微波预烧的温度为650~750℃，例如可以是650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃、730℃、740℃或750℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；进一步优选为700~720℃。
本发明限定了微波预烧的温度为650~750℃，当温度高于750℃时，会导致粉末颗粒过硬，延长二次研磨的时间，同时粉末活性的降低不利于二次烧结的固相反应；当温度低于650℃时，会导致二次烧结的活性过高，尺寸收缩过大，产品容易变形。
优选地，所述微波预烧的时间为20~40min，例如可以是20min、23min、25min、28min、30min、32min、35min、38min或40min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；进一步优选为25~35min。
本发明限定了微波预烧的时间为20~40min，当时间高于40min时，会导致预烧温度偏高，使粉碎颗粒分布不均匀，烧结时出现不连续晶体生长，使产品性能大幅度下降；当时间低于20min时，会导致预烧温度偏低 ，铁氧体粉料的松装密度较小，坯件烧结后的收缩率较大，达不到预期的工艺目的。
优选地，所述微波预烧的气氛为空气。
作为本发明一种优选的技术方案，所述微波预烧和压制成型之间还依次进行二次球磨、喷雾造粒和二次过筛。
优选地，所述二次球磨为湿法球磨。
优选地，所述二次球磨的时间为170~190min，例如可以是170min、172min、175min、178min、180min、182min、185min、188min、或190min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二次球磨的转速为20~30rpm/min，例如可以是20rpm/min、21rpm/min、22rpm/min、23rpm/min、24rpm/min、25rpm/min、26rpm/min、27rpm/min、28rpm/min、29rpm/min或30rpm/min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二次球磨的研磨球为氧化锆球。
优选地，所述二次球磨中，所述研磨球、水和微波预烧的产物的质量比为(5~6):(0.8~1.0):1，例如可以是5:0.8:1、5.2:0.8:1、5.5:0.9:1、5.8:0.9:1或6:1:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述二次球磨中还加入氧化钼。
优选地，以所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的总质量分数为100%，所述氧化钼的加入量为0~0.15wt%，例如可以是0wt%、0.02wt%、0.05wt%、0.08wt%、0.1wt%、0.12wt%或0.15wt%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，氧化钼为低熔点物质，适量添加可以促使材料致密化，并且可以促进晶粒的生长，提高材料的起始磁导率，一定程度上也可以降低预烧和烧结温度。但由于氧化钼为非磁性物质，过量添加会导致NiZnCu铁氧体材料居里温度降低。
优选地，所述二次球磨后得到二次球磨产物，所述二次球磨产物的粒径为0.8~0.95μm，例如可以是0.8μm、0.82μm、0.85μm、0.87μm、0.9μm、0.92μm或0.95μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述喷雾造粒的入口温度为250~400℃，例如可以是250℃、280℃、300℃、320℃、350℃、380℃或400℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述喷雾造粒的出口温度为80~110℃，例如可以是80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃或350℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，采用喷雾造粒是由于雾滴群的表面积很大，物料干燥所需的时间很短（通常为15~30S），喷雾干燥后得到的颗粒很细，有利于提高成型的毛坯密度以及烧结密度，从而有利于提高材料的初始磁导率性能。
优选地，所述二次过筛所用筛网的目数为30-200目，例如可以是30目、50目、80目、100目、120目、150目、180目或200目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述压制成型的密度为3.3~3.5g/cm3，例如可以是3.3g/cm3、3.32g/cm3、3.35g/cm3、3.4g/cm3、3.43g/cm3、3.45g/cm3、3.48g/cm3或3.5g/cm3，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述微波烧结的功率为3.5~11.7kW，例如可以是3.5kW、4kW、4.5kW、5kW、5.5kW、6kW、6.5kW、7kW、7.5kW、8kW、8.5kW、9kW、9.5kW、10kW、10.5kW、11kW或11.7kW，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述微波烧结的频率为2.43~2.48GHz，例如可以是2.43GHz、2.44GHz、2.45GHz、2.46GHz、2.47GHz或2.48GHz，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述微波烧结的温度为1000~1200℃，例如可以是1000℃、1020℃、1050℃、1080℃、1100℃、1120℃、1150℃、1180℃或1200℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了微波烧结的温度为1000~1200℃，当温度高于1200℃时，会导致铁氧体晶粒的狂长形成巨晶，从而降低材料的磁导率和居里温度；当温度低于1000℃时，会导致晶粒还没有完全生长，造成不均匀的晶粒生长，晶粒的不饱满和不完整同样不利于提高材料的磁导率和居里温度。
优选地，所述微波烧结的时间为7~8h，例如可以是7h、7.1h、7.2h、7.3h、7.4h、7.5h、7.6h、7.7h、7.8h、7.9h、或8h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了微波烧结的时间为7~8h，当时间高于8h时，会导致保温时间的延长，晶粒尺寸增大，并且当晶粒生长条件的控制稍有不当，便会出现异常晶粒的生长，其结果是给铁氧体材料造成双重结构，直接导致性能下降；当时间低于7h时，会导致晶粒尺寸过小，晶粒不完整，同样会导致性能下降。
优选地，所述微波烧结的气氛为空气。
作为本发明一种优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜按50:(11~13):(32~34):(5~6)的摩尔百分比溶于去离子水中，并加入碳材料溶解后得到原料液，在原料液中加入柠檬酸，并滴加质量浓度为1.5~3.8wt%的氨水将原料液pH调至6~8后，在温度为70~75℃下，以20~26rpm/min的速率搅拌处理5~10min，然后在155~165℃的温度下干燥2~2.5h，随后在磁场强度为40~55mT，温度为465~475℃下对干燥后的产物进行磁场热处理60~70min，冷却后得到前驱体粉末；
（2）将研磨球、水和前驱体粉末按(5~6):(0.8~1.0):1的质量比在20~30rpm/min的转速下进行湿法球磨50~70min，得到粒径为1~1.5μm的一次球磨产物，随后依次对一次球磨产物进行离心喷雾造粒和一次过筛，离心喷雾造粒的入口温度为250~350℃，出口温度为80~110℃，一次过筛的筛网目数为100~400目；
（3）在2.5~10.5kW的微波功率和2.4~2.45GHz的微波频率下升温至650~750℃，在空气气氛中，对一次过筛得到的颗粒进行微波预烧20~40min后得到微波预烧产物；
（4）将研磨球、水和微波预烧产物按(5~6):(0.8~1.0):1的质量比在20~30rpm/min的转速下进行湿法球磨170~190min，并以所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的总质量分数为100%，在二次球磨过程中加入0~0.15wt%的氧化钼，得到粒径为0.8~0.95μm的二次球磨产物，随后依次对二次球磨产物进行喷雾造粒和二次过筛，喷雾造粒的入口温度为250~400℃，出口温度为80~110℃，二次过筛的筛网目数为30~200目；
（5）对二次过筛得到的颗粒进行压制成型，压制成型的密度为3.3~3.5g/cm3，随后在3.5~11.7kW的微波功率、2.43~2.48GHz的微波频率下升温至1000~1200℃，在空气气氛中进行微波烧结7~8h后，得到所述NiCuZn铁氧体材料。
第二方面，本发明提供了一种NiCuZn铁氧体材料，所述NiCuZn铁氧体材料采用第一方面所述的制备方法得到。
作为本发明一种优选的技术方案，所述NiCuZn铁氧体材料为粉末状颗粒。
优选地，所述NiCuZn铁氧体材料的粒径为100~156μm，例如可以是100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm或156μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明提供的NiCuZn铁氧体材料的粒径小，并且在较小粒径的基础上，NiCuZn铁氧体材料具有优异的初始磁导率和较高的居里温度。
第三方面，本发明提供了一种第二方面所述的NiCuZn铁氧体材料的用途，所述NiCuZn铁氧体材料用于无线充电领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的NiCuZn铁氧体材料及制备方法和用途，通过磁场热处理、微波预烧和微波烧结技术之间的协同作用，能够使预处理粉末的内应力得到更快释放，降低预烧和烧结的温度，促进固相反应更加快速充分地进行，从而制备得到粒径较小，同时具有优异的初始磁导率和较高居里温度的NiCuZn铁氧体粉体材料。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种NiCuZn铁氧体材料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
（1）将氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜按50:12:33:5.5的摩尔百分比溶于去离子水中，并加入碳材料溶解后得到原料液，在原料液中加入柠檬酸，并滴加质量浓度为2.6wt%的氨水将原料液pH调至7后，在温度为73℃下，以23rpm/min的速率搅拌处理8min，然后在160℃的温度下干燥2.3h，随后在磁场强度为47mT，温度为470℃下对干燥后的产物进行磁场热处理65min，冷却后得到前驱体粉末；
（2）将研磨球、水和前驱体粉末按5.5:0.9:1的质量比在25rpm/min的转速下进行湿法球磨60min，得到粒径为1.2μm的一次球磨产物，随后依次对一次球磨产物进行离心喷雾造粒和一次过筛，离心喷雾造粒的入口温度为300℃，出口温度为95℃，一次过筛的筛网目数为300目；
（3）在5.5kW的微波功率和2.42GHz的微波频率下升温至710℃，在空气气氛中，对一次过筛得到的颗粒进行微波预烧30min后得到微波预烧产物；
（4）将研磨球、水和微波预烧产物按5.5:0.9:1的质量比在25rpm/min的转速下进行湿法球磨180min，并以所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的总质量分数为100%，在二次球磨过程中加入0.13wt%的氧化钼，得到粒径为0.9μm的二次球磨产物，随后依次对二次球磨产物进行喷雾造粒和二次过筛，喷雾造粒的入口温度为350℃，出口温度为95℃，二次过筛的筛网目数为100目；
（5）对二次过筛得到的颗粒进行压制成型，压制成型的密度为3.4g/cm3，随后在7.6kW的微波功率、2.45GHz的微波频率下升温至1150℃，在空气气氛中进行微波烧结7.5h后，得到所述NiCuZn铁氧体材料。
实施例2
本实施例提供了一种NiCuZn铁氧体材料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
（1）将氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜按50:11:34:5的摩尔百分比溶于去离子水中，并加入碳材料溶解后得到原料液，在原料液中加入柠檬酸，并滴加质量浓度为3.8wt%的氨水将原料液pH调至6后，在温度为70℃下，以20rpm/min的速率搅拌处理10min，然后在155℃的温度下干燥2.5h，随后在磁场强度为40mT，温度为475℃下对干燥后的产物进行磁场热处理60min，冷却后得到前驱体粉末；
（2）将研磨球、水和前驱体粉末按5:0.8:1的质量比在30rpm/min的转速下进行湿法球磨50min，得到粒径为1μm的一次球磨产物，随后依次对一次球磨产物进行离心喷雾造粒和一次过筛，离心喷雾造粒的入口温度为250℃，出口温度为80℃，一次过筛的筛网目数为100目；
（3）在2.5kW的微波功率和2.4GHz的微波频率下升温至650℃，在空气气氛中，对一次过筛得到的颗粒进行微波预烧40min后得到微波预烧产物；
（4）将研磨球、水和微波预烧产物按5:0.8:1的质量比在20rpm/min的转速下进行湿法球磨190min，得到粒径为0.8μm的二次球磨产物，随后依次对二次球磨产物进行喷雾造粒和二次过筛，喷雾造粒的入口温度为250℃，出口温度为80℃，二次过筛的筛网目数为30目；
（5）对二次过筛得到的颗粒进行压制成型，压制成型的密度为3.3g/cm3，随后在3.5kW的微波功率、2.43GHz的微波频率下升温至1000℃，在空气气氛中进行微波烧结8h后，得到所述NiCuZn铁氧体材料。
实施例3
本实施例提供了一种NiCuZn铁氧体材料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
（1）将氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜按50:13:32:6的摩尔百分比溶于去离子水中，并加入碳材料溶解后得到原料液，在原料液中加入柠檬酸，并滴加质量浓度为1.5wt%的氨水将原料液pH调至8后，在温度为75℃下，以26rpm/min的速率搅拌处理5min，然后在165℃的温度下干燥2h，随后在磁场强度为55mT，温度为465℃下对干燥后的产物进行磁场热处理70min，冷却后得到前驱体粉末；
（2）将研磨球、水和前驱体粉末按6:1:1的质量比在20rpm/min的转速下进行湿法球磨70min，得到粒径为1.5μm的一次球磨产物，随后依次对一次球磨产物进行离心喷雾造粒和一次过筛，离心喷雾造粒的入口温度为350℃，出口温度为110℃，一次过筛的筛网目数为400目；
（3）在8.5kW的微波功率和2.45GHz的微波频率下升温至750℃，在空气气氛中，对一次过筛得到的颗粒进行微波预烧20min后得到微波预烧产物；
（4）将研磨球、水和微波预烧产物按6:1:1的质量比在30rpm/min的转速下进行湿法球磨170min，并以所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的总质量分数为100%，在二次球磨过程中加入0.15wt%的氧化钼，得到粒径为0.95μm的二次球磨产物，随后依次对二次球磨产物进行喷雾造粒和二次过筛，喷雾造粒的入口温度为400℃，出口温度为110℃，二次过筛的筛网目数为200目；
（5）对二次过筛得到的颗粒进行压制成型，压制成型的密度为3.5g/cm3，随后在11.7kW的微波功率、2.48GHz的微波频率下升温至1200℃，在空气气氛中进行微波烧结7h后，得到所述NiCuZn铁氧体材料。
实施例4
本实施例提供了一种NiCuZn铁氧体材料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
（1）将氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜按50:12:33:5.5的摩尔百分比溶于去离子水中，并加入碳材料溶解后得到原料液，在原料液中加入柠檬酸，并滴加质量浓度为2.6wt%的氨水将原料液pH调至7后，在温度为73℃下，以23rpm/min的速率搅拌处理8min，然后在160℃的温度下干燥2.3h，随后在磁场强度为47mT，温度为470℃下对干燥后的产物进行磁场热处理65min，冷却后得到前驱体粉末；
（2）将研磨球、水和前驱体粉末按5.5:0.9:1的质量比在25rpm/min的转速下进行湿法球磨60min，得到粒径为1.2μm的一次球磨产物，随后依次对一次球磨产物进行离心喷雾造粒和一次过筛，离心喷雾造粒的入口温度为300℃，出口温度为95℃，一次过筛的筛网目数为300目；
（3）在5.5kW的微波功率和2.42GHz的微波频率下升温至700℃，在空气气氛中，对一次过筛得到的颗粒进行微波预烧35min后得到微波预烧产物；
（4）将研磨球、水和微波预烧产物按5.5:0.9:1的质量比在25rpm/min的转速下进行湿法球磨180min，并以所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的总质量分数为100%，在二次球磨过程中加入0.13wt%的氧化钼，得到粒径为0.9μm的二次球磨产物，随后依次对二次球磨产物进行喷雾造粒和二次过筛，喷雾造粒的入口温度为350℃，出口温度为95℃，二次过筛的筛网目数为100目；
（5）对二次过筛得到的颗粒进行压制成型，压制成型的密度为3.4g/cm3，随后在7.6kW的微波功率、2.45GHz的微波频率下升温至1150℃，在空气气氛中进行微波烧结7.5h后，得到所述NiCuZn铁氧体材料。
实施例5
本实施例提供了一种NiCuZn铁氧体材料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
（1）将氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜按50:12:33:5.5的摩尔百分比溶于去离子水中，并加入碳材料溶解后得到原料液，在原料液中加入柠檬酸，并滴加质量浓度为2.6wt%的氨水将原料液pH调至7后，在温度为73℃下，以23rpm/min的速率搅拌处理8min，然后在160℃的温度下干燥2.3h，随后在磁场强度为47mT，温度为470℃下对干燥后的产物进行磁场热处理65min，冷却后得到前驱体粉末；
（2）将研磨球、水和前驱体粉末按5.5:0.9:1的质量比在25rpm/min的转速下进行湿法球磨60min，得到粒径为1.2μm的一次球磨产物，随后依次对一次球磨产物进行离心喷雾造粒和一次过筛，离心喷雾造粒的入口温度为300℃，出口温度为95℃，一次过筛的筛网目数为300目；
（3）在5.5kW的微波功率和2.42GHz的微波频率下升温至720℃，在空气气氛中，对一次过筛得到的颗粒进行微波预烧25min后得到微波预烧产物；
（4）将研磨球、水和微波预烧产物按5.5:0.9:1的质量比在25rpm/min的转速下进行湿法球磨180min，并以所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的总质量分数为100%，在二次球磨过程中加入0.13wt%的氧化钼，得到粒径为0.9μm的二次球磨产物，随后依次对二次球磨产物进行喷雾造粒和二次过筛，喷雾造粒的入口温度为350℃，出口温度为95℃，二次过筛的筛网目数为100目；
（5）对二次过筛得到的颗粒进行压制成型，压制成型的密度为3.4g/cm3，随后在7.6kW的微波功率、2.45GHz的微波频率下升温至1150℃，在空气气氛中进行微波烧结7.5h后，得到所述NiCuZn铁氧体材料。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（1）中磁场热处理的磁场强度为58mT，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（1）中磁场热处理的磁场强度为38mT，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（1）中磁场热处理的温度为480℃，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（1）中磁场热处理的温度为460℃，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（1）中磁场热处理的时间为75min，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例11
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（1）中磁场热处理的时间为55min，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例12
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（3）中微波预烧的温度为760℃，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例13
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（3）中微波预烧的温度为640℃，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例14
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（3）中微波预烧的时间为45min，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例15
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（3）中微波预烧的时间为15min，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例16
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（5）中微波烧结的温度为1220℃，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例17
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（5）中微波烧结的温度为980℃，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例18
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（5）中微波烧结的时间为8.5h，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例19
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（5）中微波烧结的时间为6.5h，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例20
本实施例与实施例1的区别在于：步骤（1）中省去了滴加氨水调节原料液pH的过程，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：省去了步骤（3）的微波预烧过程，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：将步骤（3）的微波预烧替换为窑炉预烧，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：省去了步骤（1）中的磁场热处理过程，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于：将步骤（1）中的磁场热处理替换为不施加磁场的热处理过程，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于：将步骤（5）中的微波烧结替换为窑炉烧结，其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例1-20与对比例1-5所制备的NiCuZn铁氧体材料的性能测试结果见表1。
表1
由表1的数据可得：
（1）由实施例1-5的NiCuZn铁氧体材料具有高初始磁导率和居里温度，说明通过本发明提供的NiCuZn铁氧体材料的制备方法得到的NiCuZn铁氧体材料性能优异。
（2）实施6-11中的NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率和居里温度均低于实施例1。其中，实施例6和实施例7中磁场热处理的磁场强度分别过高和过低，而当磁场强度过高时，由于各向异性增强会导致前躯体粉末之间发生团聚现象；当磁场强度过低时，由于过低的磁场强度不能使粉末呈现超顺磁态会导致前躯体粉末分布不均。实施例8和实施例9中磁场热处理的温度分别过高和过低，当温度过高时，冷却时间过长，不利于产品性能的提高；当温度过低时，不能促进目标产物的合成。实施例10和实施例11中磁场热处理的时间分别过长和过短，当磁场热处理的时间过长时，冷却时间过长，不利于产品性能的提高；当磁场热处理的时间过短时，预处理粉末的内应力得不到充分释放，从而影响材料的性能。因此，磁场热处理的条件对NiCuZn铁氧体材料的性能具有显著影响。
（3）实施12-15中的NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率和居里温度均低于实施例1。其中，实施例12和实施例13中微波预烧的温度分别过高和过低，当微波预烧的温度过高时，会导致粉末颗粒过硬，延长二次研磨的时间，同时粉末活性的降低不利于二次烧结的固相反应；当微波预烧的温度过低时，会导致二次烧结的活性过高，尺寸收缩过大，产品容易变形。实施例14和实施例15中的微波预烧的时间分别过长和过短，当微波预烧的时间过长时，会导致预烧温度偏高，使粉碎颗粒分布不均匀，烧结时出现不连续晶体生长，使产品性能大大下降。当微波预烧的时间过短时，会导致预烧温度偏低，铁氧体粉料的松装密度较小，坯件烧结后的收缩率较大，达不到预期的工艺目的。因此，微波预烧的条件对NiCuZn铁氧体材料的性能同样具有显著影响。
（4）实施16-19中的NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率和居里温度均低于实施例1。其中，实施例16和实施例17中微波烧结的温度分别过高和过低，当微波烧结的温度过高时，会导致铁氧体晶粒的狂长形成巨晶，从而降低材料的磁导率和居里温度；当微波烧结的温度过低时，会导致晶粒还没有完全生长，造成不均匀的晶粒生长，晶粒的不饱满和不完整同样不利于提高材料的磁导率和居里温度。实施例18和实施例19中微波烧结的时间分别过长和过短，当微波烧结的时间过长时，会导致保温时间的延长，晶粒尺寸增大，并且当晶粒生长条件的控制稍有不当，便会出现异常晶粒的生长，其结果是给铁氧体材料造成双重结构，直接导致性能下降；当微波烧结的时间过短时，会导致晶粒尺寸过小，晶粒不完整，同样会导致性能下降。因此，微波烧结的条件对NiCuZn铁氧体材料的性能也具有显著影响。
（5）实施例20中的NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率低于实施例1，这是由于酸性或碱性的原料液会影响后续的压制成型过程，进而影响产品的磁导率。因此，滴加碱液将原料液的pH调至中性，能够提高NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率。
（6）对比例1-5中NiCuZn铁氧体材料的初始磁导率和居里温度均低于实施例1，这是由于对比例1省去了微波预烧过程，对比例2将微波预烧替换为窑炉预烧，对比例3省去了磁场热处理过程，对比例4将磁场热处理替换为不施加磁场的热处理过程，对比例5将微波烧结替换为窑炉烧结。由对比例1-5的数据可以看出，微波工艺能够明显提高NiCuZn铁氧体粉体材料的性能，并且磁场热处理、微波预烧以及微波烧结之间的协同作用对于提高NiCuZn铁氧体粉体材料的初始磁导率和居里温度具有重要作用。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (54)
1.一种NiCuZn铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
原料依次进行预处理和磁场热处理后得到前驱体粉末，随后对前驱体粉末依次进行微波预烧、压制成型和微波烧结，得到所述的NiCuZn铁氧体材料；
所述磁场热处理的磁场强度为40~55mT，所述磁场热处理的温度为465~475℃，所述磁场热处理的时间为60~70min；
所述微波预烧的温度为700~720℃，所述微波预烧的时间为20~40min，所述微波烧结的温度为1000~1200℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预处理的过程包括：
将原料溶于溶剂形成原料液，滴加碱溶液调节原料液的pH至中性后依次进行搅拌处理和干燥。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的摩尔比为50:(11~13):(32~34):(5~6)。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括碳材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料包括石墨烯和/或碳纤维。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括去离子水。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱溶液调节原料液的pH前，向所述原料液中加入柠檬酸。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原料液的pH调至6~8。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱溶液包括氨水。
11.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱溶液的质量浓度为1.5~3.8wt%。
12.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌处理的温度为70~75℃。
13.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌处理的时间为5~10min。
14.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌处理的速率为20~26rpm/min。
15.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为155~165℃。
16.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的时间为2~2.5h。
17.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磁场热处理后进行冷却处理后，得到所述前驱体粉末。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述冷却处理为自然冷却。
19.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述微波预烧前，对所述前驱体粉末依次进行一次球磨、离心喷雾造粒和一次过筛。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述一次球磨为湿法球磨。
21.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述一次球磨的时间为50~70min。
22.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述一次球磨的转速为20~30rpm/min。
23.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述一次球磨的研磨球为氧化锆球。
24.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述一次球磨中，研磨球、水和前驱体粉末的质量比为(5~6):(0.8~1.0):1。
25.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述一次球磨后得到一次球磨产物，所述一次球磨产物的粒径为1~1.5μm。
26.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述离心喷雾造粒的入口温度为250~350℃。
27.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述离心喷雾造粒的出口温度为80~110℃。
28.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述一次过筛所用筛网的目数为100~400目。
29.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波预烧的功率为2.5~8.5kW。
30.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波预烧的频率为2.4~2.45GHz。
31.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波预烧的时间为25~35min。
32.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波预烧的气氛为空气。
33.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述微波预烧和压制成型之间还依次进行二次球磨、喷雾造粒和二次过筛。
34.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述二次球磨为湿法球磨。
35.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述二次球磨的时间为170~190min。
36.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述二次球磨的转速为20~30rpm/min。
37.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述二次球磨的研磨球为氧化锆球。
38.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述二次球磨中，研磨球、水和微波预烧的产物的质量比为(5~6):(0.8~1.0):1。
39.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述二次球磨中还加入氧化钼。
40.根据权利要求39所述的制备方法，其特征在于，以所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的总质量分数为100%，所述氧化钼的加入量为0~0.15wt%。
41.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述二次球磨后得到二次球磨产物，所述二次球磨产物的粒径为0.8~0.95μm。
42.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾造粒的入口温度为250~400℃。
43.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述喷雾造粒的出口温度为80~110℃。
44.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述二次过筛所用筛网的目数为30-200目。
45.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述压制成型的密度为3.3~3.5g/cm3。
46.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波烧结的功率为3.5~11.7kW。
47.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波烧结的频率为2.43~2.48GHz。
48.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波烧结的时间为7~8h。
49.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微波烧结的气氛为空气。
50.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜按50:(11~13):(32~34):(5~6)的摩尔百分比溶于去离子水中，并加入碳材料溶解后得到原料液，在原料液中加入柠檬酸，并滴加质量浓度为1.5~3.8wt%的氨水将原料液pH调至6~8后，在温度为70~75℃下，以20~26rpm/min的速率搅拌处理5~10min，然后在155~165℃的温度下干燥2~2.5h，随后在磁场强度为40~55mT，温度为465~475℃下对干燥后的产物进行磁场热处理60~70min，冷却后得到前驱体粉末；
（2）将研磨球、水和前驱体粉末按(5~6):(0.8~1.0):1的质量比在20~30rpm/min的转速下进行湿法球磨50~70min，得到粒径为1~1.5μm的一次球磨产物，随后依次对一次球磨产物进行离心喷雾造粒和一次过筛，离心喷雾造粒的入口温度为250~350℃，出口温度为80~110℃，一次过筛的筛网目数为100~400目；
（3）在2.5~10.5kW的微波功率和2.4~2.45GHz的微波频率下升温至650~750℃，在空气气氛中，对一次过筛得到的颗粒进行微波预烧20~40min后得到微波预烧产物；
（4）将研磨球、水和微波预烧产物按(5~6):(0.8~1.0):1的质量比在20~30rpm/min的转速下进行湿法球磨170~190min，并以所述氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜的总质量分数为100%，在二次球磨过程中加入0~0.15wt%的氧化钼，得到粒径为0.8~0.95μm的二次球磨产物，随后依次对二次球磨产物进行喷雾造粒和二次过筛，喷雾造粒的入口温度为250~400℃，出口温度为80~110℃，二次过筛的筛网目数为30~200目；
（5）对二次过筛得到的颗粒进行压制成型，压制成型的密度为3.3~3.5g/cm3，随后在3.5~11.7kW的微波功率、2.43~2.48GHz的微波频率下升温至1000~1200℃，在空气气氛中进行微波烧结7~8h后，得到所述NiCuZn铁氧体材料。
51.一种NiCuZn铁氧体材料，其特征在于，所述NiCuZn铁氧体材料采用权利要求1-50任一项所述的制备方法得到。
52.根据权利要求51所述的NiCuZn铁氧体材料，其特征在于，所述NiCuZn铁氧体材料为粉末状颗粒。
53.根据权利要求51所述的NiCuZn铁氧体材料，其特征在于，所述NiCuZn铁氧体材料的粒径为100~156μm。
54.一种如权利要求51-53任一项所述的NiCuZn铁氧体材料的用途，其特征在于，所述NiCuZn铁氧体材料用于无线充电领域。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111171555.9A CN113816734B (zh) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 |
| EP22877800.7A EP4371963A1 (en) | 2021-10-08 | 2022-08-04 | Nicuzn ferrite material, and preparation method therefor and use thereof |
| PCT/CN2022/110190 WO2023056776A1 (zh) | 2021-10-08 | 2022-08-04 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111171555.9A CN113816734B (zh) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113816734A CN113816734A (zh) | 2021-12-21 |
| CN113816734B true CN113816734B (zh) | 2023-02-17 |
Family
ID=78916208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111171555.9A Active CN113816734B (zh) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4371963A1 (zh) |
| CN (1) | CN113816734B (zh) |
| WO (1) | WO2023056776A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113816734B (zh) * | 2021-10-08 | 2023-02-17 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 |
| CN114709068B (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-02 | 四川大学 | 微波场电场磁场耦合提升锰锌铁氧体磁性能的装置及方法 |
| CN115677283B (zh) * | 2022-08-29 | 2024-03-22 | 东南大学 | 一种各向异性混杂纤维增强水泥基复合材料及制备方法 |
| CN115521139B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-10-20 | 北京无线电测量研究所 | 一种石墨烯-石榴石型铁氧体复合材料，制备及应用 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101206941A (zh) * | 2006-12-21 | 2008-06-25 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种高磁导率低温共烧NiCuZn铁氧体的制备方法 |
| CN102584198A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-18 | 湖南阳东微波科技有限公司 | 一种微波窑炉预烧软磁锰锌高导率粉料的方法和软磁锰锌高导率粉料的制备方法 |
| CN104230325A (zh) * | 2013-06-24 | 2014-12-24 | 广东江粉磁材股份有限公司 | 制备永磁铁氧体预烧料的方法及永磁铁氧体的制备方法 |
| CN104671769A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-06-03 | 邹和平 | 一种制备MnZn铁氧体软磁材料的方法 |
| CN107555980A (zh) * | 2017-07-31 | 2018-01-09 | 浙江凯文磁钢有限公司 | 一种制造片状晶稀土永磁铁氧体材料的方法 |
| CN109336578A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-02-15 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 |
| CN109650869A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-19 | 天长市中德电子有限公司 | 一种高磁导率铁氧体材料的制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2989475A (en) * | 1955-10-25 | 1961-06-20 | Steatit Magnesia Ag | Ferrite of field independent permeability |
| JPH11307336A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-11-05 | Tdk Corp | 軟磁性フェライトの製造方法 |
| CN1326805C (zh) | 2004-03-11 | 2007-07-18 | 横店集团东磁有限公司 | 一种低温共烧NiCuZn铁氧体材料及其制备方法 |
| CN101236819B (zh) | 2007-12-11 | 2010-08-11 | 乳源东阳光磁性材料有限公司 | 一种镍铜锌铁氧体及其制造方法 |
| CN101552068A (zh) * | 2008-12-25 | 2009-10-07 | 广东风华高新科技股份有限公司 | 一种锰锌铁氧体磁芯的制备方法 |
| CN103011793A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-03 | 中南大学 | 一种利用微波技术制备镍锌铁氧体的方法 |
| CN104030674B (zh) * | 2014-06-30 | 2016-03-30 | 电子科技大学 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法 |
| CN104761250A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-07-08 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料及其制备方法 |
| CN104774003B (zh) * | 2015-04-22 | 2017-03-29 | 深圳振华富电子有限公司 | 镍铜锌铁氧体及其制备方法 |
| CN112661501B (zh) * | 2021-01-08 | 2022-10-18 | 广安市华蓥山领创电子有限公司 | 一种高频功率转换用NiZn铁氧体材料及制备方法 |
| CN113816734B (zh) * | 2021-10-08 | 2023-02-17 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 |
-
2021
- 2021-10-08 CN CN202111171555.9A patent/CN113816734B/zh active Active
-
2022
- 2022-08-04 WO PCT/CN2022/110190 patent/WO2023056776A1/zh active Application Filing
- 2022-08-04 EP EP22877800.7A patent/EP4371963A1/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101206941A (zh) * | 2006-12-21 | 2008-06-25 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种高磁导率低温共烧NiCuZn铁氧体的制备方法 |
| CN102584198A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-18 | 湖南阳东微波科技有限公司 | 一种微波窑炉预烧软磁锰锌高导率粉料的方法和软磁锰锌高导率粉料的制备方法 |
| CN104230325A (zh) * | 2013-06-24 | 2014-12-24 | 广东江粉磁材股份有限公司 | 制备永磁铁氧体预烧料的方法及永磁铁氧体的制备方法 |
| CN104671769A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-06-03 | 邹和平 | 一种制备MnZn铁氧体软磁材料的方法 |
| CN107555980A (zh) * | 2017-07-31 | 2018-01-09 | 浙江凯文磁钢有限公司 | 一种制造片状晶稀土永磁铁氧体材料的方法 |
| CN109336578A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-02-15 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 |
| CN109650869A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-19 | 天长市中德电子有限公司 | 一种高磁导率铁氧体材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4371963A1 (en) | 2024-05-22 |
| CN113816734A (zh) | 2021-12-21 |
| WO2023056776A1 (zh) | 2023-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113816734B (zh) | 一种NiCuZn铁氧体材料及其制备方法和用途 | |
| KR101317546B1 (ko) | 산화 인듐 분말 및 그 제조 방법 | |
| CN113072372B (zh) | 一种双组分微波铁氧体材料及其制备方法和应用 | |
| CN112851344B (zh) | 一种中介电常数微波介质陶瓷及其制备方法 | |
| CN108101529A (zh) | 一种收缩较小的永磁铁氧体磁体的生产方法 | |
| CN111763083B (zh) | 一种低温烧结型超低损耗微波介电陶瓷及其制备方法和应用 | |
| CN112159218A (zh) | 一种低成本高性能永磁铁氧体材料的制备方法 | |
| CN112194482B (zh) | 一种超低损耗的宽温功率MnZn铁氧体、制备方法及其5G通讯领域应用 | |
| CN109704749B (zh) | 超高频低损耗软磁铁氧体材料及磁芯的制备方法和应用 | |
| CN112624750A (zh) | 一种z型六角铁氧体材料的制备方法 | |
| CN110350162B (zh) | 一种倍率型镍钴铝正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN113284731B (zh) | 一种高频大磁场软磁铁氧体材料及其制备方法 | |
| CN102815936B (zh) | 一种高电位梯度钛酸铜钙复相陶瓷的制备方法 | |
| CN114605142A (zh) | 一种ltcf变压器用复合铁氧体基板材料及其制备方法 | |
| CN111848154B (zh) | 一种陶瓷电容器介质及其制备方法 | |
| CN113774216A (zh) | 一种用红土镍矿作为球团粘结剂的球团的制备方法 | |
| CN114031404B (zh) | 一种介质陶瓷材料的制备方法 | |
| CN113292328A (zh) | 一种高频应用锰锌低功率损耗铁氧体材料及制备方法 | |
| CN111943659A (zh) | 一种高频低损耗高电阻率镍锌铁氧体材料的制备工艺 | |
| CN112341179A (zh) | 一种高频锰锌铁氧体材料、其制备方法和应用 | |
| CN113121217A (zh) | 一种软磁铁氧体材料及制备方法 | |
| CN113072369A (zh) | 高剩磁比的u型六角铁氧体材料及制备方法 | |
| CN112851323B (zh) | 一种具有高磁导率的微波介电陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN115745592B (zh) | 一种宽频高Tc高磁导率锰锌铁氧体材料及其制备方法 | |
| CN114573344B (zh) | 一种两相复合微波介质陶瓷材料及其制备方法和应用 |
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 |