CN102992753A - 一种低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法 - Google Patents

一种低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：配主料、配辅料、预烧、主料、辅料混合与二次球磨、成型和烧结即得MnZn软磁铁氧体磁芯；本发明通过添加改性纳米碳成分，可以作为不同原料之间的桥梁结合作用，使用原料分布更好，密度高、晶界电阻率高、气孔率低、晶粒大而均匀，合理改进原料配方，使得磁芯烧制后，具有更低的功耗；而且频率特性、居里温度、饱和磁通密度等指标均有较大的改善。

Description

一种低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法。
背景技术
低功耗铁氧体磁粉、磁芯是实现程控通讯、数字技术、网络通讯彩电等电子设备中用作电感器、滤波器、脉冲变压器等产品使其小型化、轻量化必不可少的电子材料，不断降低磁性材料中的功耗，一直是从事该专业的工程技术人员和生产厂商的追求，且材料的性能指标，如损耗、频率特性、居里温度等都不尽人意。
发明内容
为了缓解现有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提供一种低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）配主料：按摩尔百分比为Fe2O3 48-49mol%、MnO 23-25mol%、ZnO 26.5-27.5mol%、铁粉0.2-0.3mol%、锰粉0.13-0.2mol%进行配料；
（2）配辅料：相当于主料0.015-0.025wt%的改性纳米碳、0.013-0.015wt%的氧化镧、0.038-0.042wt%的氧化硼、0.027-0.033wt%的ZrO2、0.038-0.045wt%的Nb2O5；所述的改性纳米碳通过以下方法制备：
a、将树木灰烬用10-15%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后；
b、用10-15%盐酸溶液浸泡2-3小时；
c、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干；
d、研磨为0.8-1.2μm粉末，得到改性树木灰烬；
e、在纳米碳中加入相当于其重量2-4%的上述得到的改性树木灰烬、2-3%的纳米二氧化硅，充分混合得到；
（3）预烧：将步骤（1）配好的主料加水与分散剂进行一次球磨2-2.5小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为865-915℃，预烧时间为2-3小时；
（4）主料、辅料混合与二次球磨：将预烧主料加入除去改性纳米碳之外的辅料，加入水与分散剂进行二次球磨1-1.5小时，喷雾干燥、制在180-230目粒料；
（5）成型：将二次球磨料与改性纳米碳混合，12800-14500转/分，高速分散2-2.5小时，然后压制成坯；
（6）烧结：将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.08%-0.12%氧体积含量的氮气氛中，先以170-180℃/小时速率升温至708-730℃，保温1-2小时；在0.8%-1%氧体积含量的氮气氛中，以133-138℃/小时速率升温至875-915℃时，保温0.5-1小时；在3%-5%氧体积含量的氮气氛中，再以80-90℃/小时速率升温至1280-1350℃，烧结保温时间为2.5-3.5小时；烧结后在0.08%-0.12%氧体积含量的氮气氛中降温后即得低功耗的MnZn软磁铁氧体磁芯。
本发明的有益效果：
1、本发明通过添加改性纳米碳成分，可以作为不同原料之间的桥梁结合作用，使用原料分布更好，密度高、晶界电阻率高、气孔率低、晶粒大而均匀，合理改进原料配方，使得磁芯烧制后，具有更低的功耗；
2、具有更高的直流叠加特性，解决磁芯表面结构松散的问题，从而使产品机械强度提高、磁导率上升、损耗降低；
3、频率特性、居里温度、饱和磁通密度等指标均有较大的改善。
具体实施方式
实施例1：低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）配主料：按摩尔百分比为Fe2O3 48.5mol%、MnO 24mol%、ZnO27.1mol%、铁粉0.25mol%、锰粉0.15mol%进行配料；
（2）配辅料：相当于主料0.02wt%的改性纳米碳、0.014wt%的氧化镧、0.04wt%的氧化硼、0.03wt%的ZrO2、0.042wt%的Nb2O5；所述的改性纳米碳通过以下方法制备：
a、将树木灰烬用10%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后；
b、用10%盐酸溶液浸泡2-3小时；
c、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干；
d、研磨为0.8-1.2μm粉末，得到改性树木灰烬；
e、在纳米碳中加入相当于其重量3%的上述得到的改性树木灰烬、2.5%的纳米二氧化硅，充分混合得到；
（3）预烧：将步骤（1）配好的主料加水与分散剂进行一次球磨2-2.5小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为890℃，预烧时间为2-3小时；
（4）主料、辅料混合与二次球磨：将预烧主料加入除去改性纳米碳之外的辅料，加入水与分散剂进行二次球磨1-1.5小时，喷雾干燥、制在200目粒料；
（5）成型：将二次球磨料与改性纳米碳混合，13500转/分，高速分散2-2.5小时，然后压制成坯；
（6）烧结：将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.08%-0.12%氧体积含量的氮气氛中，先以175℃/小时速率升温至720℃，保温1-2小时；在0.8%-1%氧体积含量的氮气氛中，以135℃/小时速率升温至900℃时，保温0.5-1小时；在3%-5%氧体积含量的氮气氛中，再以85℃/小时速率升温至1320℃，烧结保温时间为3小时；烧结后在0.08%-0.12%氧体积含量的氮气氛中降温后即得低功耗的MnZn软磁铁氧体磁芯。
通过上述实施例制得的软磁铁氧体磁芯的性能数据：

Claims (1)

1.一种低功耗的锰锌MnZn软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）配主料：按摩尔百分比为Fe2O3 48-49mol%、MnO 23-25mol%、ZnO 26.5-27.5mol%、铁粉0.2-0.3mol%、锰粉0.13-0.2mol%进行配料；
（2）配辅料：相当于主料0.015-0.025wt%的改性纳米碳、0.013-0.015wt%的氧化镧、0.038-0.042wt%的氧化硼、0.027-0.033wt%的ZrO2、0.038-0.045wt%的Nb2O5；所述的改性纳米碳通过以下方法制备：
a、将树木灰烬用10-15%的氢氧化钠溶液浸泡2-3小时后；
b、用10-15%盐酸溶液浸泡2-3小时；
c、用去离子水洗涤多次，至树木灰烬为中性，烘干；
d、研磨为0.8-1.2μm粉末，得到改性树木灰烬；
e、在纳米碳中加入相当于其重量2-4%的上述得到的改性树木灰烬、2-3%的纳米二氧化硅，充分混合得到；
（3）预烧：将步骤（1）配好的主料加水与分散剂进行一次球磨2-2.5小时，然后喷雾干燥，进行预烧，预烧温度为865-915℃，预烧时间为2-3小时；
（4）主料、辅料混合与二次球磨：将预烧主料加入除去改性纳米碳之外的辅料，加入水与分散剂进行二次球磨1-1.5小时，喷雾干燥、制在180-230目粒料；
（5）成型：将二次球磨料与改性纳米碳混合，12800-14500转/分，高速分散2-2.5小时，然后压制成坯；
（6）烧结：将上述成型后的成型坯件放进烧结炉，在0.08%-0.12%氧体积含量的氮气氛中，先以170-180℃/小时速率升温至708-730℃，保温1-2小时；在0.8%-1%氧体积含量的氮气氛中，以133-138℃/小时速率升温至875-915℃时，保温0.5-1小时；在3%-5%氧体积含量的氮气氛中，再以80-90℃/小时速率升温至1280-1350℃，烧结保温时间为2.5-3.5小时；烧结后在0.08%-0.12%氧体积含量的氮气氛中降温后即得低功耗的MnZn软磁铁氧体磁芯。
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