CN104803669A - 一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法 - Google Patents

一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料，其包含以下含量的主成分：Fe2O3为52～70mol%、MnO为15～30mol%、ZnO为10～23mol%；相对主成分的总重量还包含如下含量的副成分：CaCO3为10～200ppm、NiO为400～600ppm、LaO为10～300ppm、V2O5为20～120ppm、TiO2为50～180ppm、Co2O3为50～220ppm、Nb2O5为10～300ppm。其制备方法具体包括主配方设计-第一次砂磨-预烧-第二次砂磨-球磨-干燥-分散-造粒-成型-烧结-磨加工-清洗-检验-成品-入库。本发明具有温度稳定性好，磁滞损耗小，并且兼顾低温（-40℃）条件下的磁滞损耗，在应用中可以降低在信号传输过程中波形失真、减少传输错误、延长传输距离，满足当前高速网络宽带接入技术的应用需求。

Description

一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及软磁铁氧体材料及其制备技术领域，尤其涉及一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法。
背景技术
软磁铁氧体在现代工业和科学技术中发挥着举足轻重的作用，对机械、电子、信息等产品性能的飞跃作出了重大贡献，是能量转换、信号传输和电磁兼容等的必要介质，是支持和促进现代社会发展的关键材料。以软磁铁氧体为主要原材料的铁氧体软磁元器件，作为一种基础功能产品，软磁铁氧体已经渗透到人类生产生活的各个领域，无论从资源还是从应用的角度来看，铁氧体软磁元器件的发展前景都是十分广阔的，其需求量也必将与日俱增。近年来，电脑、移动通信、光纤通信、EMC、DVD、数字电视以及新型照明灯具等的快速发展，为软磁铁氧体的应用开辟了更大的市场。
MnZn软磁铁氧体及以其制成的磁性元件作为各种电感器、电子变压器、扼流圈、抑制器和滤波器的核心，已广泛应用于自动控制、汽车电子、航空航天、家用电器、计算机、船舶、通信电子、绿色能源、军用设备等领域，遍及国计民生和国防领域的各个方面，MnZn软磁铁氧体器件在这些领域中主要起功率变压、抗电磁干扰及信号处理等作用。
近年来，随着互联网的快速发展及全球经济信息化的进程加快，世界各地都掀起新的宽带网络的建设热潮。由于调制解调技术的提高、快速数字信号处理芯片生产技术的进步，出现了以快速数字信号处理技术和先进调制解调技术相结合的新的接入方式，如不对称数字用户环线技术、高速数字用户环线和电缆调制解调技术等。在这些宽带接入技术中，需要应用到大量宽带变压器来实现物理隔离、阻抗匹配、带通滤波等功能。
通讯宽带变压器的核心器件——软磁铁氧体磁心在磁化场的作用下运行时，磁感应强度B和外加磁场H的非线性关系引发的信号失真现象直接导致谐波失真，继而引发信号传输过程中出现波形失真、传输错误、传输距离短等现象。
发明内容
为了解决背景技术中存在的因通讯宽带变压器的谐波失真而引发的信号传输过程中出现波形失真、传输错误、传输距离短的技术问题，本发明的目的是提供一种磁滞系数低、磁导率高、起始磁导率也较高的宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料，包含以下含量的主成分：Fe2O3为52～70mol%、MnO为15～30mol%、ZnO为10～23mol%；相对主成分的总重量还包含如下含量的副成分：CaCO3为10～200ppm、NiO为400～600ppm、LaO为10～300ppm、V2O5为20～120ppm、TiO2为50～180ppm、Co2O3为50～220ppm、Nb2O5为10～300ppm。
进一步地，在1194A/m 测试条件下，25℃时所述锰锌软磁铁氧体材料饱和磁通密度Bs为390mT，磁滞系数ηB＜0.2×10-6/mT，-40℃时磁滞系数ηB＜0.8×10-6/mT。
进一步地，所述锰锌软磁铁氧体材料的居里温度Tc≥105℃，而其密度为4.95×103 kg/m3。
进一步地，所述制备方法具体包括包括主配方设计-第一次砂磨-预烧-第二次砂磨-球磨-干燥-分散-造粒-成型-烧结-磨加工-清洗-检验-成品-入库。
进一步地，所述第一次砂磨时长25～35min，颗粒度50～70目。
进一步地，所述预烧温度为750～900℃，时间2～3h。
进一步地，所述烧结温度为1300～1400℃，保温10～15h。
进一步地，所述烧结过程在氧含量0.1～15%体积百分比，余量为氮气的气氛中进行。
本发明具有以下有益效果：本发明与传统高导材料相比较，具有温度稳定性好，磁滞损耗小，并且兼顾低温（-40℃）条件下的磁滞损耗，在应用中可以降低信号传输中的失真，并且拓宽整机适用的温度范围。有利于降低在信号传输过程中波形失真、减少传输错误、延长传输距离，满足当前高速网络宽带接入技术的应用需求。
具体实施方式
实施例一：
将配比为Fe2O3为52mol%、MnO为25mol%、ZnO为23mol%的三种主成分原料混合，然后在750℃的温度下预烧，添加辅助成分的原料CaCO3为110ppm、NiO为400ppm、LaO为50ppm、V2O5为30ppm、TiO2为50ppm、Co2O3为200ppm、Nb2O5为200ppm，混合后通过第二次砂磨、球磨、干燥、分散、造粒，然后压制成H25×15×10的毛坯样品，再在氧含量15%体积百分比，余量为氮气的气氛炉中烧结，烧结温度为1350℃，保温10h，降温后经磨加工、清洗得成品。
实施例二：
将配比为Fe2O3为61mol%、MnO为23mol%、ZnO为16mol%的三种主成分原料混合，然后在850℃的温度下预烧，添加辅助成分的原料CaCO3为100ppm、NiO为500ppm、LaO为50ppm、V2O5为30ppm、TiO2为50ppm、Co2O3为200ppm、Nb2O5为200ppm，混合后通过第二次砂磨、球磨、干燥、分散、造粒，然后压制成H25×15×10的毛坯样品，再在氧含量15%体积百分比，余量为氮气的气氛炉中烧结，烧结温度为1300℃，保温15h，降温后经磨加工、清洗得成品。
实施例三：
将配比为Fe2O3为70mol%、MnO为20mol%、ZnO为10mol%的三种主成分原料混合，然后在900℃的温度下预烧，添加辅助成分的原料CaCO3为50ppm、NiO为600ppm、LaO为50ppm、V2O5为100ppm、TiO2为50ppm、Co2O3为220ppm、Nb2O5为300ppm，混合后通过第二次砂磨、球磨、干燥、分散、造粒，然后压制成H25×15×10的毛坯样品，再在氧含量15%体积百分比，余量为氮气的气氛炉中烧结，烧结温度为1350℃，保温10h，降温后经磨加工、清洗得成品。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料，其特征在于，包含以下含量的主成分：Fe2O3为52～70mol%、MnO为15～30mol%、ZnO为10～23mol%；相对主成分的总重量还包含如下含量的副成分：CaCO3为10～200ppm、NiO为400～600ppm、LaO为10～300ppm、V2O5为20～120ppm、TiO2为50～180ppm、Co2O3为50～220ppm、Nb2O5为10～300ppm。
2.根据权利要求1所述的一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料，其特征在于，在1194A/m 测试条件下，25℃时所述锰锌软磁铁氧体材料饱和磁通密度Bs为390mT，磁滞系数ηB＜0.2×10-6/mT，-40℃时磁滞系数ηB＜0.8×10-6/mT。
3.根据权利要求1所述的一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料，其特征在于，所述锰锌软磁铁氧体材料的居里温度Tc≥105℃，而其密度为4.95×103 kg/m3。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括包括主配方设计-第一次砂磨-预烧-第二次砂磨-球磨-干燥-分散-造粒-成型-烧结-磨加工-清洗-检验-成品-入库。
5.根据权利要求4所述的一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述第一次砂磨时长25～35min，颗粒度50～70目。
6.根据权利要求4所述的一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述预烧温度为750～900℃，时间2～3h。
7.根据权利要求4所述的一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述烧结温度为1300～1400℃，保温10～15h。
8.根据权利要求4或7所述的一种宽温低失真锰锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于，所述烧结过程在氧含量0.1～15%体积百分比，余量为氮气的气氛中进行。
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