CN115838282A - 一种高频低损耗铁氧体材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
在本发明涉及铁氧体材料技术领域，且公开了一种高频低损耗铁氧体材料，包括主材料和辅材料，所述主材料包括以下重量份数配比的原料：Nio 65‑71％、Fe2O3 20.64‑30.36％、Cuo 3.75‑5.25％和Zno 2.35‑4.65％，其余为助烧剂，辅助成份包括：CaCO32.46‑4.54％、Mn3O43.75‑5.25％、Fe‑Ni0.76‑1.24％、Co2O30.38‑0.62％，其余为催化剂0.56‑0.74％。该高频低损耗铁氧体材料制备方法，通过在采用预烧的处理方式，配合Nio、Fe2o3、Cuo和Zno等原料进行融合，提高了电阻率的同时且具有高频、高饱和磁通密度和低磁损耗的优良性能，而且通过添加v2o5以及对铁氧体材料进行测试，材料的成像单一，颗粒生长均匀；在性能方面，饱在和磁化强度高，这种材料可以满足片式电感的材料应用需求，便于后期使用中形成低损耗的效果，便于推广。
Description
技术领域
本发明涉及铁氧体材料技术领域，具体为一种高频低损耗铁氧体材料制备方法。
背景技术
铁氧体是20世纪40年代发展起来的一种新型的非金属磁性材料。由于它的制备工艺和外观很类似陶瓷品，因此有时被称为磁性瓷，铁氧体一般是指铁族的和其他一种或多种适当的金属元素的复合氧化物，属于半导体，它是作为磁性介质而被利用，磁铁矿，其主要成分是Fe3O4，是一种最简单的铁氧体，也是人类最早应用的一种非金属磁性材料，我国在三千多年前就发现了磁石的相互吸引和磁石吸铁的磁现象。
目前，软磁铁氧体材料可配合市场使用，但是在实际使用中，软磁铁氧体材料随着社会的发展，适用的范围越来越广，在高密封性、还原难度大的工作场所和组件中，当替换和维护都存在较大难度的情况下，内置的软磁铁氧体材料的使用效果和寿命就是及其重要的一个难题，当无法保证高频低损耗的情况下，就无法保证使用的效果，这些都是实际存在而又急需解决的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高频低损耗铁氧体材料制备方法，具备高频低损耗使用寿命长等优点，解决了使用效果和寿命不佳的问题。
(二)技术方案
为实现上述高频低损耗使用寿命长目的，本发明提供如下技术方案：一种高频低损耗铁氧体材料，包括主材料和辅材料，所述主材料包括以下重量份数配比的原料：Nio65-71％、Fe2o3 20.64-30.36％、Cuo 3.75-5.25％和Zno 2.35-4.65％，其余为助烧剂；
辅助成份包括CaCO32.46-4.54％、Mn3O43.75-5.25％、Fe-Ni0.76-1.24％、Co2O30.38-0.62％，其余为催化剂0.56-0.74％。
优选的，所述助烧剂为v2o5、Al2O3-Y2O3(YAG)或Al-B-C中的一种。
优选的，所述催化剂为Nb2O5、多孔高活性骨架镍或多孔玻璃纤维中的一种。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种高频低损耗铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照Nio、Fe2o3、Cuo和Zno等成分中化学计量比进行原料称量，依次放入球磨机中进行预制混合得第一混合料；
2)将第一混合料中加入等量辅助材料进行混合、烘干2-4h得第二混合料,再将第二混合料放入回转窑中，烧制温度为830-860℃，烧制时间为3-6h,进行预烧结；
3)随后加入1.0-1.4wt％的v2o5，作为助烧剂，以及催化剂将第二混合料进行混料球磨14-18h、烘干、造粒成型，最后放入钟罩炉中，烧结温度依次为880℃、900℃和920℃温度下烧结，得高频低损耗铁氧体材料；
4)最后将铁氧体材料利用衍射仪进行材料成像分析，利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的断口形貌进行测试，用振动样品磁强计(VSM)测试样品的磁性能，利用阻抗分析仪对材料的磁导率进行测试。
优选的，所述步骤1中预混时间为20-24h，预混过程中电机的转动为1400-1800r/min。
优选的，所述步骤3)中烧结时间为3-5h，步骤3)中以烧结曲线以2-4℃/min的速率升温到880℃，随后1-3℃/min的速率依次升温到900℃和920℃。
优选的，所述步骤4)中衍射仪型号为DH一2007型X—ray diffraction(XRD)，所述振动样品磁强计(VSM)型号为BHV一525型，所述阻抗分析仪型号为hp4291型。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种高频低损耗铁氧体材料制备方法，具备以下有益效果：
该高频低损耗铁氧体材料制备方法，通过在采用预烧的处理方式，配合Nio、Fe2o3、Cuo和Zno等原料进行融合，提高了电阻率的同时且具有高频、高饱和磁通密度和低磁损耗的优良性能，而且通过添加v2o5以及对铁氧体材料进行测试，材料的成像单一，颗粒生长均匀；在性能方面，饱和磁化强度高，这种材料可以满足片式电感的材料应用需求，便于后期使用中形成低损耗的效果，便于推广。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例一：
一种高频低损耗铁氧体材料，包括主材料和辅材料，主材料包括以下重量份数配比的原料：Nio 65％、Fe2o3 20.64％、Cuo 3.75％和Zno 2.35％，其余为助烧剂；
辅助成份包括：CaCO32.46％、Mn3O43.75％、Fe-Ni0.76％、Co2O30.38％，其余为催化剂0.56％。
本实施例中，助烧剂为Al-B-C。
需要说明的是，催化剂为Nb2O5。
一种高频低损耗铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照Nio、Fe2o3、Cuo和Zno等成分中化学计量比进行原料称量，依次放入球磨机中进行预制混合得第一混合料，预混时间为20h，预混过程中电机的转动为1400r/min；
2)将第一混合料中加入等量辅助材料进行混合、烘干2h得第二混合料,再将第二混合料放入回转窑中，烧制温度为830℃，烧制时间为3h,进行预烧结；
3)随后加入1.0wt％的v2o5，作为助烧剂，以及催化剂将第二混合料进行混料球磨14h、烘干、造粒成型，最后放入钟罩炉中，烧结温度依次为880℃、900℃和920℃温度下烧结，烧结时间为3h，得高频低损耗铁氧体材料，以烧结曲线以2℃/min的速率升温到880℃，随后1℃/min的速率依次升温到900℃和920℃；
4)最后将铁氧体材料利用衍射仪进行材料成像分析，衍射仪型号为DH一2007型X—ray diffraction(XRD)，利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的断口形貌进行测试，用振动样品磁强计(VSM)测试样品的磁性能，振动样品磁强计(VSM)型号为BHV一525型，利用阻抗分析仪对材料的磁导率进行测试，阻抗分析仪型号为hp4291型。
实施例二：
一种高频低损耗铁氧体材料，包括主材料和辅材料，主材料包括以下重量份数配比的原料：Nio 68％、Fe2o3 25.32％、Cuo 4.55％和Zno 3.85％，其余为助烧剂；
辅助成份包括：CaCO33.75％、Mn3O44.86％、Fe-Ni0.98％、Co2O30.49％，其余为催化剂0.62％。
本实施例中，助烧剂为Al2O3-Y2O3(YAG)。
需要说明的是，催化剂为多孔高活性骨架镍。
一种高频低损耗铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照Nio、Fe2o3、Cuo和Zno等成分中化学计量比进行原料称量，依次放入球磨机中进行预制混合得第一混合料，预混时间为22h，预混过程中电机的转动为1600r/min；
2)将第一混合料中加入等量辅助材料进行混合、烘干3h得第二混合料,再将第二混合料放入回转窑中，烧制温度为845℃，烧制时间为4h,进行预烧结；
3)随后加入1.2wt％的v2o5，作为助烧剂，以及催化剂将第二混合料进行混料球磨16h、烘干、造粒成型，最后放入钟罩炉中，烧结温度依次为880℃、900℃和920℃温度下烧结，烧结时间为4h，得高频低损耗铁氧体材料，以烧结曲线以3℃/min的速率升温到880℃，随后2℃/min的速率依次升温到900℃和920℃；
4)最后将铁氧体材料利用衍射仪进行材料成像分析，衍射仪型号为DH一2007型X—ray diffraction(XRD)，利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的断口形貌进行测试，用振动样品磁强计(VSM)测试样品的磁性能，振动样品磁强计(VSM)型号为BHV一525型，利用阻抗分析仪对材料的磁导率进行测试，阻抗分析仪型号为hp4291型。
实施例三：
一种高频低损耗铁氧体材料，包括主材料和辅材料，主材料包括以下重量份数配比的原料：Nio 71％、Fe2o3 30.36％、Cuo 5.25％和Zno 4.65％，其余为助烧剂；
辅助成份包括：CaCO34.54％、Mn3O45.25％、Fe-Ni1.24％、Co2O30.62％，其余为催化剂0.74％。
本实施例中，助烧剂为v2o5。
需要说明的是，催化剂为多孔玻璃纤维。
一种高频低损耗铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照Nio、Fe2o3、Cuo和Zno等成分中化学计量比进行原料称量，依次放入球磨机中进行预制混合得第一混合料，预混时间为24h，预混过程中电机的转动为1800r/min；
2)将第一混合料中加入等量辅助材料进行混合、烘干4h得第二混合料,再将第二混合料放入回转窑中，烧制温度为860℃，烧制时间为6h,进行预烧结；
3)随后加入1.4wt％的v2o5，作为助烧剂，以及催化剂将第二混合料进行混料球磨18h、烘干、造粒成型，最后放入钟罩炉中，烧结温度依次为880℃、900℃和920℃温度下烧结，烧结时间为5h，得高频低损耗铁氧体材料，以烧结曲线以4℃/min的速率升温到880℃，随后3℃/min的速率依次升温到900℃和920℃；
4)最后将铁氧体材料利用衍射仪进行材料成像分析，衍射仪型号为DH一2007型X—ray diffraction(XRD)，利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的断口形貌进行测试，用振动样品磁强计(VSM)测试样品的磁性能，振动样品磁强计(VSM)型号为BHV一525型，利用阻抗分析仪对材料的磁导率进行测试，阻抗分析仪型号为hp4291型。
本发明的有益效果是：通过在采用预烧的处理方式，配合Nio、Fe2o3、Cuo和Zno等原料进行融合，提高了电阻率的同时且具有高频、磁通密度和低磁损耗的优良性能，而且通过添加v2o5以及对铁氧体材料进行测试，材料的成像单一，颗粒生长均匀；在性能方面，饱和磁化强度高，这种材料可以满足片式电感的材料应用需求，便于后期使用中形成低损耗的效果，便于推广。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种高频低损耗铁氧体材料，其特征在于，包括主材料和辅材料，所述主材料包括以下重量份数配比的原料：Nio 65-71％、Fe2o3 20.64-30.36％、Cuo 3.75-5.25％和Zno2.35-4.65％，其余为助烧剂；
辅助成份包括CaCO32.46-4.54％、Mn3O43.75-5.25％、Fe-Ni0.76-1.24％、Co2O30.38-0.62％，其余为催化剂0.56-0.74％。
2.根据权利要求1所述的一种高频低损耗铁氧体材料，其特征在于，所述助烧剂为可为v2o5、Al2O3-Y2O3(YAG)或Al-B-C中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种高频低损耗铁氧体材料，其特征在于，所述催化剂为Nb2O5、多孔高活性骨架镍或多孔玻璃纤维中的一种。
4.一种高频低损耗铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照Nio、Fe2o3、Cuo和Zno等成分中化学计量比进行原料称量，依次放入球磨机中进行预制混合得第一混合料；
2)将第一混合料中加入等量辅助材料进行混合、烘干2-4h得第二混合料,再将第二混合料放入回转窑中，烧制温度为830-860℃，烧制时间为3-6h,进行预烧结；
3)随后加入1.0-1.4wt％的v2o5，作为助烧剂，以及催化剂将第二混合料进行混料球磨14-18h、烘干、造粒成型，最后放入钟罩炉中，烧结温度依次为880℃、900℃和920℃温度下烧结，得高频低损耗铁氧体材料；
4)最后将铁氧体材料利用衍射仪进行材料成像分析，利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的断口形貌进行测试，用振动样品磁强计(VSM)测试样品的磁性能，利用阻抗分析仪对材料的磁导率进行测试。
5.根据权利要求1所述的一种高频低损耗铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中预混时间为20-24h，预混过程中电机的转动为1400-1800r/min。
6.根据权利要求1所述的一种高频低损耗铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中烧结时间为3-5h，步骤3)中以烧结曲线以2-4℃/min的速率升温到880℃，随后1-3℃/min的速率依次升温到900℃和920℃。
7.根据权利要求1所述的一种高频低损耗铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中衍射仪型号为DH一2007型X—ray diffraction(XRD)，利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的断口形貌进行测试，振动样品磁强计(VSM)型号为BHV一525型，所述阻抗分析仪型号为hp4291型。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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