TWI702200B - 高阻抗錳鋅磁粉及磁芯的製造方法 - Google Patents

高阻抗錳鋅磁粉及磁芯的製造方法 Download PDF

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本發明提供了一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法及一種高阻抗錳鋅磁芯的製作方法。高阻抗錳鋅磁粉的製造方法，其包含步驟：提供一原料粉，其中該原料粉包含氧化鐵、氧化錳及氧化鋅，其中在該原料粉中該氧化鐵的莫耳百分比為51%至52%，該氧化鐵、該氧化錳及該氧化鋅各自的莫耳百分比的總和為100%，該氧化錳與該氧化鋅的重量比為1.25至1.45；以900℃煅燒該原料粉；加入一第一副成分及一第二副成分，以形成一混料粉，該第一副成分包含氧化鈣，該第二副成分包含二氧化鈦、二氧化錫或其混和物；以及研磨該混料粉。

Description

高阻抗錳鋅磁粉及磁芯的製造方法
本發明係關於高阻抗磁性材料，特別是關於一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法及一種高阻抗錳鋅磁芯的製造方法。
在濾波器應用領域中，會基於所需要應用的頻率/頻寬來選擇具有合適電阻、初始導磁率、飽和磁場或其它特性的磁性材料。而目前常用鎳銅鋅鐵氧體、錳鋅鐵氧體等磁性材料為主，其中在特定的氣氛中進行燒結的錳鋅鐵氧體擁有較高的初始導磁率(m i)及飽和磁場(B s)，但是其電阻係數約為10Wm，使得應用頻率較低僅在0.03MHz至3.5MHz之間。
鎳銅鋅鐵氧體初始導磁率(m i)及飽和磁場(B s)雖然沒有錳鋅鐵氧體那麼出色，但是其具有高電阻係數(10 5至10 6Wm)，可以應用於1MHz至100MHz之間的頻率。再加上鎳銅鋅鐵氧體可以在空氣中燒結，製程設備相對簡單，因此也有廣泛的使用。然而，鎳銅鋅鐵氧體會使用的氧化鎳(NiO)及氧化鈷(CoO)為戰略物資，成本較高而且價格波動大，導致鎳銅鋅鐵氧體的生產成本相對高昂。
故，必要提供一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法及一種高阻抗錳鋅磁芯的製造方法，以解決習用技術所存在的問題。
本發明之主要目的在於提供一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法及一種高阻抗錳鋅磁芯的製造方法，該高阻抗錳鋅磁粉的製造方法用以製作可以在空氣中燒結的高阻抗錳鋅磁粉，且該製造方法利用原料相對便宜的錳鋅鐵氧體在空氣中燒結形成符合需求的高阻抗磁性材料。而利用本發明之高阻抗錳鋅磁芯的製造方法所製成的高阻抗錳鋅磁芯的初始導磁率(m i)為650至750，飽和磁場(B s在3150高斯(G)至3450高斯(G)之間，並且可以應用在7MHz至8MHz之間的頻率。
為了達成上述之目的，本發明提供了一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法，其包含步驟：提供一原料粉，其中該原料粉包含氧化鐵、氧化錳及氧化鋅，其中在該原料粉中該氧化鐵的莫耳百分比為51%至52%，該氧化鐵、該氧化錳及該氧化鋅各自的莫耳百分比的總和為100%，該氧化錳與該氧化鋅的重量比為1.25至1.45；以900℃煅燒該原料粉；在該原料粉中加入一第一副成分及一第二副成分，以共同形成一混料粉，該第一副成分包含氧化鈣，該第二副成分包含二氧化鈦、二氧化錫或其混和物；以及研磨該混料粉。
在本發明之一實施例中，該高阻抗錳鋅磁粉的製造方法更包含：加入一第三副成分以共同形成該混料粉，該第三副成分包含三氧化二鉍及三氧化鉬。
在本發明之一實施例中，該混料粉中，該第一副成分的重量百分比為0.02%至0.05%，該第二副成分的重量百分比為0.2%至0.5%。
在本發明之一實施例中，在該混料粉中，該三氧化二鉍的重量百分比為0.01%至0.05%，該三氧化鉬的重量百分比為0.02%至0.08%。
在本發明之一實施例中，研磨該混料粉之步驟更包含：加入一黏結劑，其中該黏結劑為聚乙烯醇(PVA)，且該聚乙烯醇的重量百分比為1%。
在本發明之一實施例中，研磨該混料粉之步驟是採用一濕式研磨技術。
在本發明之一實施例中，該混料粉可以在空氣中燒結以形成一高阻抗錳鋅磁芯。
本發明還提供一種高阻抗錳鋅磁芯的製作方法，其包含步驟：提供一模具；在該模具中填入一高阻抗錳鋅磁粉，以形成一生胚；以及在空氣中燒結該生胚形成一高阻抗錳鋅磁芯。
在本發明之一實施例中，在空氣中燒結該生胚形成該高阻抗錳鋅磁芯之步驟包含：(a)以100℃/小時的升溫速率，加熱到500℃；(b)以200℃/小時的升溫速率，加熱到900℃；(c)以250℃/小時的升溫速率，加熱到1300℃，並且持續2小時；(d)以200℃/小時的冷卻速率，冷卻到1100℃；以及(e)以240℃/小時的冷卻速率，冷卻到一常溫。
在本發明之一實施例中，該高阻抗錳鋅磁芯的初始導磁率為650至750，且該高阻抗錳鋅磁芯的飽和磁場為3150高斯至3450高斯。
如上所述，本發明提供了高阻抗錳鋅磁粉及高阻抗錳鋅磁芯的製作方法，而利用本發明製作方法所製成的高阻抗錳鋅磁芯的初始導磁率(m i)為650至750，飽和磁場(B s在3150高斯(G)至3450高斯(G)之間，並且可以應用在7MHz至8MHz之間的頻率。
為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。
請參照第1圖，第1圖是本發明一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法的一實施例的一步驟流程圖。本實施例提供了一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法，其包含步驟：
步驟S110，提供一原料粉，其中該原料粉包含氧化鐵(Fe 2O 3)、氧化錳(Mn 3O 4)及氧化鋅(ZnO)，其中在該原料粉中該氧化鐵的莫耳百分比為51%至52%，該氧化鐵、該氧化錳及該氧化鋅各自的莫耳百分比的總和為100%，該氧化錳與該氧化鋅的重量比為1.25至1.45。其中該氧化錳與該氧化鋅的重量比越高會導致初始導磁率(m i)降低。
步驟S120，以900℃煅燒該原料粉。此外，步驟S120之前該原料粉可以透過濕式混和或其它可行的技術讓該氧化鐵、該氧化錳及該氧化鋅均勻分佈。
步驟S130，在該原料粉中加入一第一副成分及一第二副成分，以共同形成一混料粉，該第一副成分包含氧化鈣(CaO)，該第二副成分包含二氧化鈦(TiO 2)、二氧化錫(SnO 2)或其混和物，其中該第一副成分的重量百分比為0.02%至0.05%，該第二副成分的重量百分比為0.2%至0.5%，在該混料粉中。在步驟S130更包含：步驟S135，加入一第三副成分以共同形成該混料粉，該第三副成分包含三氧化二鉍(Bi 2O 3)及三氧化鉬(MoO 3)，其中該三氧化二鉍的重量百分比為0.01%至0.05%，該三氧化鉬的重量百分比為0.02%至0.08%。
加入該第一副成分，也就是氧化鈣，可以增加晶界電阻，藉此提高該混料粉燒結之後的電阻係數。加入該第二副成分，也就是二氧化鈦、二氧化錫或其混和物，可以讓該混料粉在空氣中燒結而不會失去磁性，但是添加過多的該第二副成分會降低該混料粉燒結之後的電阻係數。加入該第三副成分，也就是該三氧化二鉍及該三氧化鉬，可以促進該混料粉燒結過程中晶粒的成長，晶粒越大會提高初始導磁率(m i)。
步驟S140，研磨該混料粉。而在步驟S140更包含：加入一黏結劑，其中該黏結劑為聚乙烯醇(PVA)，且該聚乙烯醇的重量百分比為1%。將該黏結劑加入該混料粉後，可以使該混料粉形成顆粒狀，例如粒徑為80微米至240微米的顆粒，以利於後續製程。此外，研磨該混料粉之步驟可以採用一濕式研磨技術。而且，該混料粉可以在空氣中燒結以形成一高阻抗錳鋅磁芯。
請參照第2圖，第2圖是本發明一種高阻抗錳鋅磁芯的製作方法的一實施例的一步驟流程圖。本實施例提供了一種高阻抗錳鋅磁芯的製作方法，其包含步驟：
步驟S210，提供一模具。
步驟S220，在該模具中填入一高阻抗錳鋅磁粉，以形成一生胚。此外，該高阻抗錳鋅磁粉也可以事先形成粒徑在80微米至240微米的顆粒，以利於均勻地填入該模具中。
步驟S230，在空氣中燒結該生胚形成一高阻抗錳鋅磁芯。而步驟S230包含了：
步驟(a)，以100℃/小時的升溫速率，加熱到500℃。
步驟(b)，以200℃/小時的升溫速率，加熱到900℃。
步驟(c)，以250℃/小時的升溫速率，加熱到1300℃，並且持續2小時。
步驟(d)，以200℃/小時的冷卻速率，冷卻到1100℃。
步驟(e)，以240℃/小時的冷卻速率，冷卻到一常溫。如此一來，就可以形成高阻抗錳鋅磁芯。
以下利用實施例與比較例來說明利用本發明的高阻抗錳鋅磁粉的組成與及所形成高阻抗錳鋅磁芯的特性，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明精神與範圍內，當可做各種之更動與潤飾。
表1 各實施例與比較例的組成
  Fe 2O 3 MnO/ZnO CaO TiO 2 SnO 2 MoO 3 Bi 2O 3
mol% 比值 重量百分比(wt%)
比較例1 51.2 1.5 0.1 0 0.3 0.06 0.03
實施例1 51.5 1.4 0.03 0.3 0 0.03 0.01
比較例2 51.5 1.35 0.01 0 0.5 0.01 0
實施例2 52 1.3 0.05 0.5 0 0.06 0.03
實施例3 51 1.4 0.05 0 0.3 0.03 0.01
比較例3 52.5 1.32 0.02 0.3 0.3 0.03 0.07
比較例4 51.5 1.4 0 0.1 0.1 0.07 0
實施例4 52 1.34 0.04 0.2 0.2 0.04 0.02
比較例5 51 1.6 0.02 0.7 0 0 0.03
以表1的實施例1為例來說明，表示實施例1中的氧化鐵為51.5mol%，氧化錳與氧化鋅的比值為1.4，氧化鈣為0.03wt%，二氧化鈦為0.3wt%，二氧化錫為0，三氧化鉬為0.03wt%，三氧化二鉍為0.01wt%。其它實施例與比較例的組成請參照表1，在此不再一一贅述。
表2 由各實施例與比較例所形成的高阻抗錳鋅磁芯的特性
  比較例1 實施例1 比較例2 實施例2 實施例3 比較例3 比較例4 實施例4 比較例5
m i 337 750 595 742 670 652 638 660 258
電阻Wm 598 549 521 549 547 459 550 724 480
f(MHz) 8.4 7.3 6.4 7.6 7.8 5.1 6.2 7.9 12
B s(G) 2900 3450 3400 3300 3160 3250 3350 3150 3200
表2記載了各實施例及比較例所形成高阻抗錳鋅磁芯的特性，以實施例1為例來說明，實施例1所形成的高阻抗錳鋅磁芯的初始導磁率(m i)為750，電阻係數為549Wm，飽和磁場(B s)為3450高斯(G)，可應用的頻率為7.3MHz。其它實施例與比較例所形成高阻抗錳鋅磁芯的特性請參照表2，在此不再一一贅述。
參照表1及表2可以發現，氧化錳與氧化鋅的比值過高(如比較例1或比較例5)會導致初始導磁率(m i)大幅降低。而第一副成分過多(如比較例1，大於0.05%)或過少(如比較例4，小於0.02%)會使得高阻抗錳鋅磁芯的可應用的頻率高於或低於所需求的範圍(7MHz至8MHz)。而添加過多的第二副成分會降低電阻係數，進而使可應用的頻率低於所需求的範圍(如比較例3)。而第三副成分中的三氧化二鉍或三氧化鉬的量不足時(如比較例2)也會使可應用的頻率低於所需求的範圍。而由實施例1至實施例4則可以形成的符合需求的高阻抗錳鋅磁芯。
如上所述，本發明提供了高阻抗錳鋅磁粉及磁芯的製作方法，而利用本發明製作方法所製成的高阻抗錳鋅磁芯的初始導磁率(m i)為650至750，飽和磁場(B s在3150高斯(G)至3450高斯(G)之間，並且可以應用在7MHz至8MHz之間的頻率。
雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S110~S140:步驟
S210~S230:步驟
第1圖是本發明一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法的一實施例的一步驟流程圖。 第2圖是本發明一種高阻抗錳鋅磁芯的製作方法的一實施例的一步驟流程圖。
S110~S140:步驟

Claims (7)

  1. 一種高阻抗錳鋅磁粉的製造方法，其包含步驟：提供一原料粉，其中該原料粉包含氧化鐵、氧化錳及氧化鋅，其中在該原料粉中該氧化鐵的莫耳百分比為51%至52%，該氧化鐵、該氧化錳及該氧化鋅各自的莫耳百分比的總和為100%，該氧化錳與該氧化鋅的重量比為1.25至1.45；以900℃煅燒該原料粉；在該原料粉中加入一第一副成分、一第二副成分及一第三副成分，以共同形成一混料粉，該第一副成分包含氧化鈣，該第二副成分包含二氧化鈦、二氧化錫或其混和物，該第三副成分包含三氧化二鉍及三氧化鉬，其中該第一副成分的重量百分比為0.02%至0.05%，該第二副成分的重量百分比為0.2%至0.5%，該三氧化二鉍的重量百分比大於0.01%且小於等於0.05%，該三氧化鉬的重量百分比大於0.02%且小於等於0.08%；以及研磨該混料粉。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高阻抗錳鋅磁粉的製造方法，其中研磨該混料粉之步驟更包含：加入一黏結劑，其中該黏結劑為聚乙烯醇(PVA)，且該聚乙烯醇的重量百分比為1%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之高阻抗錳鋅磁粉的製造方法，其中研磨該混料粉之步驟是採用一濕式研磨技術。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之高阻抗錳鋅磁粉的製造方法，其中該混料粉可以在空氣中燒結以形成一高阻抗錳鋅磁芯。
  5. 一種高阻抗錳鋅磁芯的製作方法，其包含步驟： 提供一模具；在該模具中填入如申請專利範圍第1至4項任一項所述之高阻抗錳鋅磁粉，以形成一生胚；以及在空氣中燒結該生胚形成一高阻抗錳鋅磁芯。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之高阻抗錳鋅磁芯的製作方法，其中在空氣中燒結該生胚形成該高阻抗錳鋅磁芯之步驟包含：(a)以100℃/小時的升溫速率，加熱到500℃；(b)以200℃/小時的升溫速率，加熱到900℃；(c)以250℃/小時的升溫速率，加熱到1300℃，並且持續2小時；(d)以200℃/小時的冷卻速率，冷卻到1100℃；以及(e)以240℃/小時的冷卻速率，冷卻到一常溫。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之高阻抗錳鋅磁芯的製作方法，其中該高阻抗錳鋅磁芯的初始導磁率為650至750，且該高阻抗錳鋅磁芯的飽和磁場為3150高斯至3450高斯。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI828493B (zh) * 2022-12-23 2024-01-01 中國鋼鐵股份有限公司 用於製造積層鐵芯的方法及系統

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003306376A (ja) * 2002-04-10 2003-10-28 Jfe Steel Kk Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの製造方法
TW200509151A (en) * 2003-01-10 2005-03-01 Tdk Corp Method for manufacturing ferrite material and ferrite material
CN101050108A (zh) * 2006-04-07 2007-10-10 横店集团东磁有限公司 一种宽频低损耗高磁导率锰锌铁氧体材料及其制备方法
TW201506961A (zh) * 2013-08-05 2015-02-16 China Steel Corp 高電阻係數錳鋅鐵氧磁粉及磁蕊之製造方法
CN106486237A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 Tdk株式会社 铁氧体磁芯、电子部件以及电源装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003306376A (ja) * 2002-04-10 2003-10-28 Jfe Steel Kk Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトの製造方法
TW200509151A (en) * 2003-01-10 2005-03-01 Tdk Corp Method for manufacturing ferrite material and ferrite material
CN101050108A (zh) * 2006-04-07 2007-10-10 横店集团东磁有限公司 一种宽频低损耗高磁导率锰锌铁氧体材料及其制备方法
TW201506961A (zh) * 2013-08-05 2015-02-16 China Steel Corp 高電阻係數錳鋅鐵氧磁粉及磁蕊之製造方法
CN106486237A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 Tdk株式会社 铁氧体磁芯、电子部件以及电源装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI828493B (zh) * 2022-12-23 2024-01-01 中國鋼鐵股份有限公司 用於製造積層鐵芯的方法及系統

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