CN107540361A

CN107540361A - 一种高直流叠加锰锌铁氧体磁芯及其制备方法

Info

Publication number: CN107540361A
Application number: CN201710672627.5A
Authority: CN
Inventors: 赵新江
Original assignee: Jingshi Magnetic Materials & Element Engineering Tech Research Co Ltd; Wuxi Spinel Magnetics Co Ltd
Current assignee: Jingshi Magnetic Materials & Element Engineering Tech Research Co Ltd; Wuxi Spinel Magnetics Co Ltd
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明公开了一种高直流叠加锰锌铁氧体磁芯的制备方法，其包括：(1)对由Fe₂O₃、Mn₃O₄、ZnO组成的主成分进行磨砂混合；(2)在步骤(1)的混合的同时，添加TiO₂、Ni₂O₃、Co₃O₄、SnO₂中的至少一种；(3)将混合物制成颗粒，进行预烧；(4)预烧后，进行砂磨细粉碎至平均粒径为0.8～1.0μm，细粉碎同时以氧化物材料作为添加剂成份进行二次掺杂；(5)加入7～9％的聚乙烯醇溶液，搅拌2小时后成型。本发明的高直流叠加锰锌铁氧体磁芯在大电流下保持着一定的电感量；在大电流的同时材料具有较低的损耗，相比其它常规材料更节能。

Description

一种高直流叠加锰锌铁氧体磁芯及其制备方法

技术领域

本发明涉及磁性材料领域，具体涉及一种高直流叠加锰锌铁氧体磁芯及其制备方法。

背景技术

随着信息技术日新月异的更新和发展，中国的磁性材料产业凭借丰富的资源和劳动力优势，以及巨大的国内外市场的支持，产量上已处全球的前列。纵观国际国内市场发展的需求，磁性材料市场前景十分光明。然而，面临信息产品结构调整，如手机多媒体化、电视平板化、汽车电子化、照明节能化，是中国磁性材料产业处于新的发展机遇和挑战并存时期。信息技术应用范围扩大和电子产品数字化发展，对电子器件和材料提出了新的要求，如大电流、高频化、高性能、低损耗等。

发明内容

为解决现有技术中的需求，本发明人等进行了深入研究，本发明实现了在大电流的冲击下，材料保持一定的电感量，以实现材料的电流承载量和低功率损耗，降低待机电能消耗，提高整机可靠性。解决了在大电流下应用的技术瓶颈，保证了开关电源在大电流的冲击下仍能高效能地工作，提高了电能能效。

具体地，本发明提供一种高直流叠加锰锌铁氧体磁芯的制备方法，其包括下述步骤：

(1)对由52～55mol％的Fe₂O₃、38～43mo1％的Mn₃O₄、其余为ZnO组成的主成分进行磨砂混合；

(2)在步骤(1)的混合的同时，添加1000～5000ppm的TiO₂、500～1200ppm的Ni₂O₃、100～5000ppm的Co₃O₄、1000～3000ppm的SnO₂中的至少一种；

(3)将混合物制成颗粒，采用预烧，预烧温度为900℃～1100℃；

(4)预烧后，进行砂磨细粉碎至平均粒径为0.8～1.0μm，细粉碎同时以氧化物材料作为添加剂成份进行二次掺杂，掺杂量为800～1200ppm；

(5)加入10wt％重量浓度为7～9％的聚乙烯醇(PVA)溶液，搅拌2小时后成型。

其中，在步骤(4)中所述氧化物材料为Nb₂O₅、ZrO₂、CaCO₃、Ta₂O₅、SiO₂、V₂O₅、MoO₃、Bi₂O₃中的至少二种。

此外，在步骤(5)所述的成型前，将混合物制成40-160目颗粒，并对颗粒调湿至含水量为0.3-0.5％、流动角小于30度。

此外，在步骤(5)中，所述成型，是将颗粒料压制成生坯，生坯密度为3.05g/cm³以上，将生坯在1250～1450℃的温度下及3～6％的氧分压下保温烧结5～10小时。

此外，在步骤(1)中，所述砂磨混合为一次湿法砂磨混合。

此外，在步骤(3)中，以回转窑通过式进行预烧。

本发明还提供一种如上所述的制备方法制得的高直流叠加锰锌铁氧体磁芯。

由本发明制得的高直流叠加锰锌铁氧体磁芯在大电流下保持着一定的电感量；在大电流的同时材料具有较低的损耗，相比其它常规材料更节能；特别是在电源在待机或工作时，可以节省更多的能源，可应用于如汽车电子、路政设施、航空航天等领域。

附图说明

图1是实施例1及对比例的电流曲线对比。

具体实施方式

下面结合实施例详细介绍本发明技术方案，但本发明并不限定于这些实施例。

实施例1

将2435.9kg Fe₂O₃、2622.8kg Mn₃O₄、141.3kg的ZnO进行一次湿法砂磨混合(三种料共5200kg)30分钟，在一次湿混砂磨时添加3000ppm(15.6kg)的TiO₂。将混合物通过喷雾干燥机制成颗粒，采用回转窑通过式预烧，预烧温度为1100℃，保证预烧的效果良好。混合预烧后，每400Kg进行湿法砂磨细粉碎，砂磨时采用Nb₂O₅、MoO₃作为添加剂成份，进行二次掺杂，每批掺杂量为1000ppm(0.4kg)。湿法粉碎后的平均粒径为1.0微米。5200Kg砂磨结束后并加入10wt％(520kg)配料重量浓度为9％的PVA溶液，搅拌2小时后，采用喷雾造粒工艺制成120目的成品颗粒粉料。在颗粒用于成型前，先将颗粒进行调湿处理，使含水量控制在0.5％，流动角小于30度。用压机将颗粒料压制外径、内径、厚度一定尺寸的生坯,生坯的密度为3.05g/cm³，将环形生坯置于1350℃的温度、6％的氧分压下保温烧结8小时，得到磁芯。

制得的磁性的性能测试如图1所示。

常规大电流材料是无锡斯贝尔磁性材料有限公司JF90材料。

本测试是用一款EE型磁芯，气隙电感开到450mH左右，用MICROTEST生产的6220偏流源配同6379电桥，进行扫描测试出来的对比结果。在电感量保持不变的情况下，电流越大越好。所以本发明优于其他同等的材料。

实施例2

将2529.4kg Fe₂O₃、2506.4kg Mn₃O₄、164.2kg ZnO进行一次湿法砂磨混合(三种料共5200kg)30分钟，在一次湿混砂磨时添加1000ppm(5.2kg)的Ni₂O₃。将混合物通过喷雾干燥机制成颗粒，采用回转窑通过式预烧，预烧温度为900℃，保证预烧的效果良好。混合预烧后，每400Kg进行湿法砂磨细粉碎，砂磨时采用Nb₂O₅、ZrO₂作为添加剂成份，进行二次掺杂，每批掺杂量为1200ppm(0.48kg)。湿法粉碎后的平均粒径为0.8微米。5200Kg砂磨结束后加入(520kg)配料重量浓度为7％的PVA溶液，搅拌2小时后，采用喷雾造粒工艺制成120目的成品颗粒粉料。在颗粒用于成型前，先将颗粒进行调湿处理，使含水量控制在0.3％，流动角小于30度。用压机将颗粒料压制外径、内径、厚度一定尺寸的生坯,生坯的密度为3.05g/cm³，将环形生坯置于1250℃的温度、6％的氧分压下保温烧结8小时，得到磁芯。

实施例3

将2364.2kg Fe₂O₃、2745.8kg Mn₃O₄、90.0kg的ZnO进行一次湿法砂磨混合(三种料共5200kg)30分钟，在一次湿混砂磨时添加2000ppm(10.4kg)的Co₃O₄。将混合物通过喷雾干燥机制成颗粒，采用回转窑通过式预烧，预烧温度为1000℃，保证预烧的效果良好。混合预烧后，每400Kg进行湿法砂磨细粉碎，砂磨时采用Ta₂O₅、Bi₂O₃作为添加剂成份，进行二次掺杂，每批掺杂量为800ppm(0.32kg)。湿法粉碎后的平均粒径为1.0微米。5200Kg砂磨结束后并加入(520kg)配料重量浓度为8％的PVA溶液，搅拌2小时后，采用喷雾造粒工艺制成120目的成品颗粒粉料。在颗粒用于成型前，先将颗粒进行调湿处理，使含水量控制在0.5％，流动角小于30度。用压机将颗粒料压制外径、内径、厚度一定尺寸的生坯,生坯的密度为3.05g/cm³，将环形生坯置于1450℃的温度、6％的氧分压下保温烧结8小时，得到磁芯。

Claims

1.一种高直流叠加锰锌铁氧体磁芯的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(3)将混合物制成颗粒，进行预烧，预烧温度为900℃～1100℃；

(5)加入10wt％重量浓度为7～9％的聚乙烯醇溶液，搅拌2小时后成型。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述氧化物材料为Nb₂O₅、ZrO₂、CaCO₃、Ta₂O₅、SiO₂、V₂O₅、MoO₃、Bi₂O₃中的至少二种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(5)所述的成型前，将混合物制成40-160目颗粒，并对颗粒调湿至含水量为0.3-0.5％、流动角小于30度。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述成型，是将颗粒料压制成生坯，生坯密度为3.05g/cm³以上，将生坯在1250～1450℃的温度下及3～6％的氧分压下保温烧结5～10小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述砂磨混合为一次湿法砂磨混合。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，以回转窑通过式进行预烧。

7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的制备方法制得的高直流叠加锰锌铁氧体磁芯。