CN115417664B - 一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及其制备方法，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料包括主成分和辅助添加剂；所述主成分包括Fe2O3、ZnO、NiO和CuO；所述辅助添加剂包括Co2O3、ZrO2、Bi2O3以及SiO2。本发明通过配方研制和微量元素改性，解决了材料在‑40℃到140℃的电感渐变问题，使得所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料具有磁导率高、Bs高、居里温度高等优点，可应用于电子电路宽带变压器、滤波电感、叠层磁珠等中，能够在很大程度上解决软磁铁氧体材料在极端条件下的应用限制。

Description

一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及制备方法
技术领域
本发明属于软磁铁氧体技术领域，涉及一种镍锌铜铁氧体材料，尤其涉及一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及制备方法。
背景技术
铁氧体磁性材料主要包括尖晶石型、石榴石型和磁铅石型的多晶和单晶铁氧体材料，其电阻率高、损耗小、介电性能和频率特性好，是一类重要的磁性功能材料，在现代通讯、军事、电子、信息、化工、生物、医学等领域都具有广泛的应用。
近年来，随着铁氧体在通信、IT产业、汽车产业、航空航天领域、舰船及国防武器装备系统等各行业的广泛应用，现代通信设备的户外设施、卫星等设备中所使用的元器件对于其宽温、稳定、寿命以及负载温度有了更高的要求。
目前采用的软磁镍锌铜材料的高低温电感会发生渐变，电感器性能不稳定，所以导致使用NiZnCu材料制作的产品在使用过程中会出现能量转化效率低及使用温度受限等缺点。
CN 114262221A公开了一种高温度稳定性镍锌铁氧体材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：S1、称取原料，所述原料包括主配方原料和掺杂原料；S2、将所述主配方原料与所述掺杂原料混合后置于炉中，由室温以1.5～2.5℃/s的速率升温至1010℃～1020℃后保温2h～4h，然后冷却至室温，得到预烧结坯料；S3、将所述预烧结坯料磨至粒径在1.0～5.0μm之间占80％～90％，得到预烧结粉料；S4、将所述预烧结粉料制成所需形状的坯件后，置于炉中，由室温升温至1105℃～1120℃后保温3～4h，后冷却至室温，得到高温度稳定性镍锌铁氧体材料。该专利在铁氧体主成分Fe2O3、NiO、ZnO中同时添加BaCO30.1wt％～0.2wt％、LiCO3 0.1wt％～0.125wt％、MnCO3 0.2～0.6wt％以及Co2O3 0.45wt％～0.475wt％等众多杂质，达到高温度稳定性的效果；但其材料并未提供在低温下的性能情况。
CN 110357610A公开了一种镍锌铁氧体材料、及其制备方法和用途，所述制备方法包括如下步骤：(1)将主成份Fe2O3、ZnO、NiO、CuO和MnO混合，进行一次砂磨，一次造粒；(2)将造粒得到的产品预烧，然后加入添加剂进行二次砂磨，再加入粘合剂和消泡剂进行喷雾造粒，得到颗粒料；(3)将所述颗粒料成型、烧结，得到镍锌铁氧体样品。所述镍锌铁氧体材料具有高磁导率、高Bs、高强度和高耐热冲击性，该专利在铁氧体主成分Fe2O3、Ni2O3、ZnO和CuO中添加ZrO2、CaCO3、Nb2O5以及Co2O3等众多微量元素，达到高磁导率和高温耐冲击性能的效果。其发明解决了传统功率材料不能满足汽车电子产品的要求，但未有低温性能情况。
CN 112466591A公开了一种低温度系数的镍锌铁氧体及其制备方法与应用，所述低温度系数的镍锌铁氧体包括主成分和副成分，其中主成分以标准分子量计包括以下组分：Fe2O3 47～50mol％、NiO 13～20mol％、ZnO 25～35mol％、CuO 5～7mol％：所述副成分包含氧化锡，相对主成分之总量，其以标准分子量计的含量如下：SnO2 0.2～0.5wt％。该专利可以采用传统的制备工艺进行低成本的批量生产，所述镍锌铁氧体在25～120℃宽的温度范围内具有较好的温度稳定性，但是并没有公开高低温负载性能。
综上所述，为了适应时代的发展，有必要提高铁氧体的高低温负载性能。
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适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料及其制备方法，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料解决了材料在-40℃到140℃的电感渐变问题，从而提高了电感器在极端低温/高温条件下的输出稳点性，产品就可应用在航空电子、汽车电子和消费电子等。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料包括主成分和辅助添加剂；
所述主成分包括Fe2O3、ZnO、NiO和CuO；
所述辅助添加剂包括Co2O3、ZrO2、Bi2O3以及SiO2。
本发明通过配方颜值以及微量元素改性，解决了材料在-40℃到140℃的电感渐变问题，使得所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料具有磁导率高、Bs高、居里温度高等优点，可应用于电子电路宽带变压器、滤波电感、叠层磁珠等中，能够在很大程度上解决软磁铁氧体材料在极端条件下的应用限制。
辅助添加剂Co2O3的主要作用是：通过添加Co2O3可以生成K1正值很大的CoFe2O4，由于Co2+的K1值很大，所以组成中CoFe2O4含量的多少在很大程度上决定了材料的Ⅱ峰位置，从而可以兼顾在极端条件下磁导率稳定性能情况；
所述SiO2为纳米氧化硅，其平均粒径为25～35nm；主要作用为：细化晶粒辅助添加剂ZrO2、Bi2O3起到助烧作用，降低烧结温度。
优选地，所述主成分原料按其总物质的量的百分比计包括：
所述Fe2O3的含量为47.85～49.5mol％，例如可以是47.85mol％、48mol％、48.5mol％、49mol％或49.5mol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述NiO的含量为10.36～12.5mol％，例如可以是10.36mol％、10.5mol％、11mol％、11.5mol％、12mol％或12.5mol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述CuO的含量为10～11.7mol％，例如可以是10mol％、10.5mol％、11mol％、11.5mol％或11.7mol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述ZnO的含量为26.6～31mol％，例如可以是26.6mol％、27mol％、28mol％、29mol％、30mol％或31mol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述辅助添加剂按所述主成分的总质量的百分比计包括：
所述Co2O3的含量为0.1～0.34wt％，例如可以是0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％或0.34wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述ZrO2的含量为0.02～0.05wt％，例如可以是0.02wt％、0.03wt％、0.04wt％或0.05wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述Bi2O3的含量为0.3～3wt％，例如可以是0.3wt％、1wt％、2wt％或3wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述SiO2的含量为0.001～0.09wt％，例如可以是0.001wt％、0.01wt％、0.03wt％、0.05wt％、0.07wt％或0.09wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述主成分和辅助添加剂中各组分含量必须控制在以上5％范围内，若添加剂含量偏高，会造成铁氧体的磁导率偏低。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合主成分Fe2O3、ZnO、NiO和CuO，而后进行一次球磨得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料依次进行一次造粒以及预烧，而后混合辅助添加剂进行二次球磨，二次造粒后得到颗粒料；
(3)将步骤(2)所得颗粒料依次进行成型以及烧结，得到所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料。
本发明在制备过程中先将主成分混合，使其混合均匀，再进行预烧工艺，使其生长出部分的尖晶石结构，再往预烧产物中加入适当的辅助添加剂，进行二次球磨，使其粉体达到合适的粒径范围。本发明不能一次性混合主成分和辅助添加剂，以防主成分和辅助添加剂预烧后，晶粒生长过大，不易磨细；再者，一次混合，会造成添加剂含量不准确的问题，通过本发明的方法可以使添加剂各成分的含量准确。
本发明步骤(1)所述一次球磨包括将主成分放在球磨机中加入去离子水进行混合和破碎，其中主成分、磨介与水的比值为1:(6～10):(0.3～1.2)，例如可以是1:6:0.3、1:6:1.2、1:10:0.3、1:10:1.2或1:8:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述一次球磨的时间为20～60min，例如可以是20min、30min、40min、50min或60min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述一次造粒包括喷雾造粒。
优选地，步骤(2)所述预烧的温度为750～900℃，例如可以是750℃、800℃、850℃或900℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述预烧温度需要在750～900℃范围内，预烧温度过高，会使其晶粒生长过大，不容易在特定时间内研磨得到合适的粒径范围；预烧温度过低，会造成产品未烧成熟，后续烧结收缩率不大，烧结后产品出现较多气孔。
优选地，步骤(2)所述预烧的时间为2～6h，例如可以是2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述预烧在回转窑预烧炉中进行。
优选地，步骤(2)所述预烧的进料量为200～300kg/h，例如可以是200kg/h、220kg/h、240kg/h、260kg/h、280kg/h或300kg/h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述辅助添加剂包括Co2O3、ZrO2、Bi2O3以及SiO2。
优选地，所述辅助添加剂中Co2O3的添加量为所述主成分总质量的0.1～0.34wt％，例如可以是0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％或0.34wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述辅助添加剂中ZrO2的添加量为所述主成分总质量的0.02～0.05wt％，例如可以是0.02wt％、0.03wt％、0.04wt％或0.05wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述辅助添加剂中Bi2O3的添加量为所述主成分总质量的0.3～3wt％，例如可以是0.3wt％、1wt％、2wt％或3wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述辅助添加剂中SiO2的添加量为所述主成分总质量的0.001～0.09wt％，例如可以是0.001wt％、0.01wt％、0.03wt％、0.05wt％、0.07wt％或0.09wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述二次球磨为：将预烧后的粉料放入球磨机中，而后添加辅助添加剂、粘合剂、分散剂、消泡剂以及水，其中预烧料、水、粘合剂、分散剂以及消泡剂的质量比为100:(40～150):(4～20):(0.1～2):(0.001～0.0025)。
其中，所述消泡剂为正辛醇；所述分散剂为蓖麻油；所述粘合剂为聚乙烯醇。
优选地，步骤(2)所述二次球磨包括依次进行的第一球磨和第二球磨。
优选地，所述第一球磨的转速为300～500rpm，例如可以是300rpm、350rpm、400rpm、450rpm或500rpm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一球磨的时间为10-20min，例如可以是10min、12min、14min、16min、18min或20min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二球磨的转速为500～700rpm，例如可以是500rpm、550rpm、600rpm、650rpm或700rpm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二球磨的时间为50-70min，例如可以是50min、55min、60min、65min或70min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述二次球磨得到产品的粒径X50为0.6～1.6μm，例如可以是0.6μm、0.8μm、1μm、1.2μm、1.4μm或1.6μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；X99为2.5～3.6μm，例如可以是2.5μm、2.7μm、2.9μm、3.1μm、3.3μm或3.6μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述颗粒料的粒径为30～200μm，例如可以是30μm、50μm、80μm、110μm、140μm、170μm或200μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述成型为将所述颗粒料制成标准环毛坯。
优选地，所述标准环毛坯的密度为3.0～3.15g/cm3，例如可以是3.0g/cm3、3.04g/cm3、3.08g/cm3、3.12g/cm3或3.15g/cm3，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述标准环毛坯的尺寸为25mm×15mm×8mm。
优选地，步骤(3)所述烧结的过程包括：将所述颗粒料以第一升温速率升温至第一温度，保温，然后以第二升温速率升温至第二温度，保温，而后以第一降温速率降温至第三温度，最后以第二降温速率降温至第四温度；
优选地，所述第一升温速率为0.3～2℃/min，例如可以是0.3℃/min、0.5℃/min、1℃/min、1.5℃/min或2℃/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一温度为500～750℃，例如可以是500℃、550℃、600℃、650℃、700℃或750℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一温度的保温时间为2～7h，例如可以是2h、3h、4h、5h、6h或7h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二升温速率为1～3℃/min，例如可以是1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/min或3℃/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二温度为950～1050℃，例如可以是950℃、970℃、990℃、1010℃、1030℃或1050℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二温度的保温时间为3～8h，例如可以是3h、4h、5h、6h、7h或8h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一降温速率为4～7℃/min，例如可以是4℃/min、4.5℃/min、5℃/min、5.5℃/min、6℃/min、6.5℃/min或7℃/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第三温度为550～650℃，例如可以是550℃、570℃、590℃、610℃、630℃或650℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二降温速率为6～10℃/min，例如可以是6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min或10℃/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第四温度为40～50℃，例如可以是40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述烧结过程：先缓慢升温至第一温度，在这个过程中去除水分和分解粘合剂；在第一温度保温一段时间，保温时间2～7小时，分解粘合剂和其粘合剂完全反应；在第二温度700-1050℃下烧成。
作为本发明的优选技术方案，本发明第二方面所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合主成分Fe2O3、ZnO、NiO和CuO，而后进行一次球磨20～60min得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料依次进行喷雾造粒，在回转窑预烧炉中以750～900℃的温度、200～300kg/h的进料量预烧2～6h，而后混合辅助添加剂进行二次球磨，得到粒径X50为0.6～1.6μm，X99为2.5～3.6μm的产品，二次造粒后得到粒径为30～200μm的颗粒料；
其中，所述二次球磨包括依次进行的第一球磨和第二球磨；所述第一球磨的转速为300～500rpm，时间为10-20min；所述第二球磨的转速为500～700rpm，时间为50-70min；
所述辅助添加剂按主成分总质量计包括：0.1～0.34wt％的Co2O3、0.02～0.05wt％的ZrO2、0.3～3wt％的Bi2O3以及0.001～0.09wt％的SiO2；
(3)将步骤(2)所得颗粒料进行成型得到密度为3.0～3.15g/cm3、尺寸为25mm×15mm×8mm的标准环毛坯；而后进行预烧，得到所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料；
所述预烧包括以0.3～2℃/min的第一升温速率升温至500～750℃，保温2～7h；以1～3℃/min的第二升温速率升温至950～1050℃，保温3～8h；以4～7℃/min的第一降温速率降温至550～650℃，再以6～10℃/min的第二降温速率降温至40～50℃。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过配方研制和微量元素改性，解决了材料在-40℃到140℃的电感渐变问题，使得所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料具有磁导率高、Bs高、居里温度高等优点，可应用于电子电路宽带变压器、滤波电感、叠层磁珠等中，能够在很大程度上解决软磁铁氧体材料在极端条件下的应用限制；
(2)在本发明所述参数范围内得到的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料在100kHz、0.25mT的测试条件下初始磁率(μi)为400～440％，Tc>170℃，且电阻率ρ≥1013Ω·m。
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适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法包括如下步骤：
(1)混合主成分49mol％的Fe2O3、26.9mol％的ZnO、12.5mol％的NiO和11.6mol％的CuO，而后进行一次球磨40min得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料依次进行喷雾造粒，在回转窑预烧炉中以850±20℃的温度、200kg/h的进料量预烧4.5h，而后混合辅助添加剂进行二次球磨，得到粒径X50为1.2μm，X99为2.8μm的产品，二次造粒后得到粒径为30～200μm的颗粒料；
其中，所述二次球磨包括依次进行的第一球磨和第二球磨；所述第一球磨的转速为450rpm，时间为10min；所述第二球磨的转速为600rpm，时间为60min；
所述辅助添加剂按主成分总质量计包括：0.275wt％的Co2O3、0.03wt％的ZrO2、1.8wt％的Bi2O3以及0.003wt％的SiO2；
(3)将步骤(2)所得颗粒料进行成型得到密度为3.12g/cm3、尺寸为25mm×15mm×8mm的标准环毛坯；而后进行预烧，得到所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料；
所述预烧包括以1.2℃/min的第一升温速率升温至600℃，保温3h；以2.3℃/min的第二升温速率升温至1050℃，保温5h；以5.5℃/min的第一降温速率降温至700℃，再以8℃/min的第二降温速率降温至50℃。
实施例2
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法包括如下步骤：
(1)混合主成分48.5mol％的Fe2O3、12mol％的NiO、10.5mol％的CuO和29mol％的ZnO，而后进行一次球磨40min得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料依次进行喷雾造粒，在回转窑预烧炉中以890±20℃的温度、200kg/h的进料量预烧4.5h，而后混合辅助添加剂进行二次球磨，得到粒径X50为1.2μm，X99为2.8μm的产品，二次造粒后得到粒径为30～200μm的颗粒料；
其中，所述二次球磨包括依次进行的第一球磨和第二球磨；所述第一球磨的转速为500rpm，时间为10min；所述第二球磨的转速为700rpm，时间为120min；
所述辅助添加剂按主成分总质量计包括：0.275wt％的Co2O3、0.03wt％的ZrO2、1.8wt％的Bi2O3以及0.003wt％的SiO2；
(3)将步骤(2)所得颗粒料进行成型得到密度为3.15g/cm3、尺寸为25mm×15mm×8mm的标准环毛坯；而后进行预烧，得到所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料；
所述预烧包括以1.2℃/min的第一升温速率升温至600℃，保温3h；以2.3℃/min的第二升温速率升温至1050℃，保温5h；以2.5℃/min的第一降温速率降温至900℃，再以5℃/min的第二降温速率降温至50℃。
实施例3
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将步骤(1)所述主成分含量更改为49mol％的Fe2O3、12.5mol％的NiO、10.6mol％的CuO和27.9mol％的ZnO。
实施例4
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将步骤(1)所述主成分含量更改为49.3mol％的Fe2O3、12mol％的NiO、10.8mol％的CuO和27.9mol％的ZnO。
实施例5
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将步骤(1)所述主成分含量更改为47.85mol％的Fe2O3、12.5mol％的NiO、10.75mol％的CuO和28.9mol％的ZnO。
实施例6
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将步骤(1)所述主成分含量更改为48.79mol％的Fe2O3、11.8mol％的NiO、11.5mol％的CuO和27.91mol％的ZnO。
对比例1
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(1)所述主成分含量更改为47mol％的Fe2O3、12.5mol％的NiO、11.6mol％的CuO和28.9mol％的ZnO。
对比例2
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(1)所述主成分含量更改为50mol％的Fe2O3、12mol％的NiO、11.2mol％的CuO和26.8mol％的ZnO。
对比例3
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(1)所述主成分含量更改为48.5mol％的Fe2O3、13mol％的NiO、10.5mol％的CuO和28mol％的ZnO。
对比例4
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(1)所述主成分含量更改为49mol％的Fe2O3、10.35mol％的NiO、10.5mol％的CuO和30.15mol％的ZnO。
对比例5
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(1)所述主成分含量更改为48.5mol％的Fe2O3、12.5mol％的NiO、12mol％的CuO和27mol％的ZnO。
对比例6
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(1)所述主成分含量更改为49mol％的Fe2O3、12.4mol％的NiO、9.8mol％的CuO和28.8mol％的ZnO。
对比例7
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(1)所述主成分含量更改为48mol％的Fe2O3、10.6mol％的NiO、10.26mol％的CuO和31.14mol％的ZnO。
对比例8
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(1)所述主成分含量更改为49.5mol％的Fe2O3、12.48mol％的NiO、11.5mol％的CuO和26.52mol％的ZnO。
实施例7
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.33wt％的Co2O3、0.004wt％的SiO2、0.04wt％的ZrO2以及2.25wt％的Bi2O3。
实施例8
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.3wt％的Co2O3、0.0035wt％的SiO2、0.036wt％的ZrO2以及1.2wt％的Bi2O3。
实施例9
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.24wt％的Co2O3、0.003wt％的SiO2、0.035wt％的ZrO2以及2.05wt％的Bi2O3。
实施例10
本实施例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.15wt％的Co2O3、0.005wt％的SiO2、0.03wt％的ZrO2以及1.2wt％的Bi2O3。
对比例9
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.08wt％的Co2O3、0.003wt％的SiO2、0.03wt％的ZrO2以及1.1wt％的Bi2O3。
对比例10
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.35wt％的Co2O3、0.003wt％的SiO2、0.03wt％的ZrO2以及1.18wt％的Bi2O3。
对比例11
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.275wt％的Co2O3、0wt％的SiO2、0.03wt％的ZrO2以及1.28wt％的Bi2O3。
对比例12
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.275wt％的Co2O3、0.01wt％的SiO2、0.03wt％的ZrO2以及1.38wt％的Bi2O3。
对比例13
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.275wt％的Co2O3、0.003wt％的SiO2、0.01wt％的ZrO2以及0.9wt％的Bi2O3。
对比例14
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.275wt％的Co2O3、0.003wt％的SiO2、0.12wt％的ZrO2以及0.8wt％的Bi2O3。
对比例15
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.275wt％的Co2O3、0.003wt％的SiO2、0.03wt％的ZrO2以及0.2wt％的Bi2O3。
对比例16
本对比例提供了一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法与实施例1的区别仅在于：本对比例将步骤(2)所述辅助添加剂更改为按主成分总质量计包括：0.275wt％的Co2O3、0.003wt％的SiO2、0.03wt％的ZrO2以及3.2wt％的Bi2O3。
对实施例1-10以及对比例1-16提供的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料进行性能检测，具体如下所述：
采用LCR直流测试仪和高低温可控烘箱测试居里温度Tc、各温度下的μi(1000kHz,0.25mT),并计算出高低温负载性能。
高低温负载性能指标为高温85℃和低温-40℃，在负载电流50mA，磁环绕线的电感量的下降率(相对于室温)。
实施例1-6以及对比例1-8提供的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的性能检测结果如表1所示；
实施例7-10以及对比例9-16提供的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的性能检测结果如表2所示。
表1
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表2
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分析表1和表2可知：
(1)由表1可知，本发明实施例1-6以及对比例1-8提供的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料中辅助添加剂的组成及含量相同，通过改变主成分中各个原料的含量可知：
(2)由表2可知，本发明实施例1、7-10以及对比例9-16提供的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料中主成分的组成及含量相同，通过改变辅助添加剂中各个组分的含量可知：
通过添加Co2O3可以生成K1正值很大的CoFe2O4，由于Co2+的K1值很大，所以组成中CoFe2O4含量的多少在很大程度上决定了材料的Ⅱ峰位置，从而可以兼顾-40℃和125℃的磁导率稳定性能情况；
Co-Si-Bi和NiZnCu铁氧体发生固相反应时，主要长在晶界上，而Si含量超过0.050wt％，会引起磁体表面结晶，就会造成高低温磁导率变化大。
综上所述，本发明提供的适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料通过配方研制和微量元素改性，解决了材料在-40℃到140℃的电感渐变问题，使得所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料具有磁导率高、Bs高、居里温度高等优点，可应用于电子电路宽带变压器、滤波电感、叠层磁珠等中，能够在很大程度上解决软磁铁氧体材料在极端条件下的应用限制。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (29)

1.一种适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料，其特征在于，所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料包括主成分和辅助添加剂；
所述主成分为Fe2O3、ZnO、NiO和CuO；所述主成分原料按其总物质的量的百分比计为：Fe2O3为47.85～49.5mol％，ZnO为26.6～31mol％，NiO为10.36～12.5mol％，CuO为10～11.7mol％；
所述辅助添加剂为Co2O3、ZrO2、Bi2O3以及SiO2；所述辅助添加剂按所述主成分的总质量的百分比计为：Co2O3为0.1～0.34wt％，ZrO2为0.02～0.05wt％，Bi2O3为0.3～3wt％，SiO2为0.001～0.09wt％；
所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料采用如下制备方法得到，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合主成分Fe2O3、ZnO、NiO和CuO，而后进行一次球磨得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料依次进行一次造粒以及预烧，而后混合辅助添加剂进行二次球磨，二次造粒后得到颗粒料；
(3)将步骤(2)所得颗粒料依次进行成型以及烧结，得到所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料；
步骤(3)所述烧结的过程包括：将所述颗粒料以第一升温速率升温至第一温度，保温，然后以第二升温速率升温至第二温度，保温，而后以第一降温速率降温至第三温度，最后以第二降温速率降温至第四温度。
2.一种如权利要求1所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料的制备方法，其特征碍于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按配方量混合主成分Fe2O3、ZnO、NiO和CuO，而后进行一次球磨得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料依次进行一次造粒以及预烧，而后混合辅助添加剂进行二次球磨，二次造粒后得到颗粒料；
(3)将步骤(2)所得颗粒料依次进行成型以及烧结，得到所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料；
步骤(3)所述烧结的过程包括：将所述颗粒料以第一升温速率升温至第一温度，保温，然后以第二升温速率升温至第二温度，保温，而后以第一降温速率降温至第三温度，最后以第二降温速率降温至第四温度。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述一次球磨的时间为20～60min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述一次造粒包括喷雾造粒。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预烧的温度为750～900℃。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预烧的时间为2～6h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预烧在回转窑预烧炉中进行。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预烧的进料量为200～300kg/h。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二次球磨包括依次进行的第一球磨和第二球磨。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一球磨的转速为300～500rpm。
11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一球磨的时间为10-20min。
12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第二球磨的转速为500～700rpm。
13.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第二球磨的时间为50-70min。
14.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二次球磨得到产品的粒径X50为0.6～1.6μm，X99为2.5～3.6μm。
15.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述颗粒料的粒径为30～200μm。
16.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述成型为将所述颗粒料制成标准环毛坯。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述标准环毛坯的密度为3.0～3.15g/cm3。
18.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述标准环毛坯的尺寸为25mm×15mm×8mm。
19.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一升温速率为0.3～2℃/min。
20.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一温度为500～750℃。
21.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一温度的保温时间为2～7h。
22.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二升温速率为1～3℃/min。
23.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二温度为950～1050℃。
24.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二温度的保温时间为3～8h。
25.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一降温速率为4～7℃/min。
26.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第三温度为550～650℃。
27.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二降温速率为6～10℃/min。
28.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第四温度为40～50℃。
29.根据权利要求2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)按配方量混合主成分Fe2O3、ZnO、NiO和CuO，而后进行一次球磨20～60min得到浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料依次进行喷雾造粒，在回转窑预烧炉中以750～900℃的温度、200～300kg/h的进料量预烧2～6h，而后混合辅助添加剂进行二次球磨，得到粒径X50为0.6～1.6μm，X99为2.5～3.6μm的产品，二次造粒后得到粒径为30～200μm的颗粒料；
其中，所述二次球磨包括依次进行的第一球磨和第二球磨；所述第一球磨的转速为300～500rpm，时间为10-20min；所述第二球磨的转速为500～700rpm，时间为50-70min；
所述辅助添加剂按主成分总质量计包括：0.1～0.34wt％的Co2O3、0.02～0.05wt％的ZrO2、0.3～3wt％的Bi2O3以及0.001～0.09wt％的SiO2；
(3)将步骤(2)所得颗粒料进行成型得到密度为3.0～3.15g/cm3、尺寸为25mm×15mm×8mm的标准环毛坯；而后进行预烧，得到所述适用于宽温负载的镍锌铜铁氧体材料；
所述烧结包括以0.3～2℃/min的第一升温速率升温至500～750℃，保温2～7h；以1～3℃/min的第二升温速率升温至950～1050℃，保温3～8h；以4～7℃/min的第一降温速率降温至550～650℃，再以6～10℃/min的第二降温速率降温至40～50℃。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690109A (zh) * 2012-03-19 2012-09-26 横店集团东磁股份有限公司 一种软磁镍铜锌铁氧体材料及其制备方法
CN108314440A (zh) * 2018-01-22 2018-07-24 天通控股股份有限公司 一种宽频宽温低温度因数高强度镍锌铁氧体及其制备方法
CN109053178A (zh) * 2013-10-07 2018-12-21 Tdk株式会社 铁氧体组合物和电子部件
CN111138181A (zh) * 2019-12-25 2020-05-12 江门安磁电子有限公司 一种宽频高阻抗锰锌铁氧体材料及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101503104B1 (ko) * 2011-08-01 2015-03-16 삼성전기주식회사 금속 자성 분말, 상기 금속 자성 분말을 포함하는 자성층 재료, 및 자성층 재료를 이용한 자성층을 포함하는 적층형 칩 부품

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690109A (zh) * 2012-03-19 2012-09-26 横店集团东磁股份有限公司 一种软磁镍铜锌铁氧体材料及其制备方法
CN109053178A (zh) * 2013-10-07 2018-12-21 Tdk株式会社 铁氧体组合物和电子部件
CN108314440A (zh) * 2018-01-22 2018-07-24 天通控股股份有限公司 一种宽频宽温低温度因数高强度镍锌铁氧体及其制备方法
CN111138181A (zh) * 2019-12-25 2020-05-12 江门安磁电子有限公司 一种宽频高阻抗锰锌铁氧体材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪多仁等.纳米永磁铁氧体.《精细化工中间体》.海洋出版社,2008,第340页. *

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