專利名稱：一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電感材料及其制造方法，尤其涉及一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料及其制造方法
背景技術(shù)：
對(duì)于電感器來(lái)說(shuō)，提高其感量值有兩種方法第一是增加線圈的匝數(shù)，第二是在線圈中插入磁芯并盡量提高磁芯的磁導(dǎo)率。而對(duì)于疊層型片式電感器來(lái)說(shuō)，因?yàn)槭茉叽绲南拗?，線圈匝數(shù)增加的幅度有限，要想較大幅度地提高元件的電感量，選用具有較高初始磁導(dǎo)率的鐵氧體材料作為介質(zhì)是最有效和最直接的辦法。目前國(guó)內(nèi)批量用于生產(chǎn)大感量(指感量值大于15μH的電感器)疊層型片式電感器的材料，其初始磁導(dǎo)率一般在200～500左右，且大部分從日本等地進(jìn)口。能真正批量生產(chǎn)的最高μi值的目前國(guó)內(nèi)只有一種磁導(dǎo)率在450左右的NiCuZn材料，和幾種μi值為分別為300、250、200左右的材料。
中國(guó)專利CN1405800公開了屬于電感器材料制備技術(shù)范圍的一種高磁導(dǎo)率低溫?zé)Y(jié)中高頻疊層電感器材料及其制備方法。它是以Ag為內(nèi)電極，與軟磁性鐵氧體(Ni0.2-xCu0.2Zn0.6+xO)(Fe2-yMnyO3+0.5y)1-z及助燒劑Bi2O3，在860～950℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，陶瓷晶粒尺寸≤2μm。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料，本發(fā)明還需解決的另外一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料的制造方法。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料，按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O35 0～56mol％、氧化鎳NiO 5～8mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 4～6mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.1～1mol％。按重量份計(jì)，還加入0.2～1％wt的助燒劑，所述的助燒劑是三氧化二鉍Bi2O3、五氧化二釩V2O5中的一種或兩種物質(zhì)，優(yōu)選的助燒劑是三氧化二鉍Bi2O3。鐵氧體材料的μi值與飽和磁化強(qiáng)度Ms的平方成正比關(guān)系，本發(fā)明通過(guò)調(diào)整Ni/Zn的比例，以獲得較高的飽和磁化強(qiáng)度Ms；μi值除了與Ms成平方正比關(guān)系外，還與材料的磁晶各向異性常數(shù)K1和磁伸縮系數(shù)λs成反比關(guān)系，本發(fā)明通過(guò)引入適量的Fe2+，使Fe2+在其中起補(bǔ)償作用使λs趨向于0；由于Co3O4的引入，NiFe2O4與CuFe2O4各向異性常數(shù)K1分別為-7KJ/m3與-3.8KJ/m3，引入Zn2+以后將使經(jīng)驗(yàn)常數(shù)K1減小，但若在NiZnCu鐵氧體中引入適量的CoFe2O4(其K1＝+180KJ/m3)，可使K1接近于零。由于Co的補(bǔ)償作用，提高電感材料的溫度穩(wěn)定性和使用頻率，降低損耗。
在上述電感材料的制造方法中，步驟為原材料處理、一次配料、一次球磨、干燥、打粉或過(guò)篩、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過(guò)篩，所述的預(yù)燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預(yù)合成。所述的一次配料是指按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O3 50～56mol％、氧化鎳NiO 5～8mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 4～6mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.1～1mol％。所述的二次配料指在已預(yù)燒的材料中加入0.2～1％wt的助燒劑，所述的助燒劑是三氧化二鉍Bi2O3、五氧化二釩V2O5中的一種或兩種物質(zhì)，優(yōu)選的助燒劑是三氧化二鉍Bi2O3。所述的二次球磨中，粉體平均粒徑粉碎至0.6±0.2μm。
在常溫常壓下測(cè)試這種高磁導(dǎo)率疊層電感材料的性能參數(shù)，濕度為60～90％，用HP4291電橋、高頻Q表等測(cè)試儀器測(cè)試初始磁導(dǎo)率μi＝700±15％、品質(zhì)因數(shù)Q≥65、燒結(jié)密度Ds≥5.2g/cm3、體積電阻率ρv>109Ω.cm、比溫度系數(shù)αur≤5×10-6/℃。該性能材料能在燒結(jié)溫度890±20℃，能與純銀內(nèi)導(dǎo)體無(wú)反應(yīng)匹配共燒，生產(chǎn)的電感器具有高感量(電感值達(dá)到330uH以上)、高品質(zhì)因數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，這種電感器應(yīng)用頻率范圍100KHz～50MHz。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的主旨是通過(guò)調(diào)節(jié)Ni、Zn、Cu、Fe的比例，得初始磁導(dǎo)率μi＝700±15％的高磁導(dǎo)率疊層電感材料，用于生產(chǎn)疊層型片式電感器時(shí)，生產(chǎn)成本低。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述，實(shí)施例中所提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定，材料中各個(gè)原材料的選擇可因地制宜而對(duì)結(jié)果并無(wú)實(shí)質(zhì)性影響。
首先，簡(jiǎn)述本發(fā)明方法的基本方案一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料，按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O3 50～56mol％、氧化鎳NiO 5～8mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 4～6mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.1～1mol％。該高磁導(dǎo)率疊層電感材料的制造方法中，步驟為原材料處理、一次配料、一次球磨、干燥、打粉或過(guò)篩、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過(guò)篩，所述的預(yù)燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預(yù)合成。
實(shí)施例1 一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料的制造方法，步驟為原材料處理、一次配料、一次球磨、干燥、打粉或過(guò)篩、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過(guò)篩，所述的預(yù)燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預(yù)合成。在一次配料中，按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O3 50mol％、氧化鎳NiO 8mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 4mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.2mol％。在二次配料中，按重量份計(jì)，還加入0.3wt％的三氧化二鉍Bi2O3。在二次球磨中，粉體平均粒徑粉碎至0.6±0.2μm。
所得的高磁導(dǎo)率疊層電感材料在常溫常壓、濕度為60～90％，用HP4291電橋、高頻Q表等測(cè)試儀器測(cè)試初始磁導(dǎo)率μi＝700±15％、品質(zhì)因數(shù)Q≥65、燒結(jié)密度Ds≥5.2g/cm3、體積電阻率ρv>109Ω.cm、比溫度系數(shù)αur≤5×10-6/℃。
實(shí)施例2 一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料的制造方法，步驟為原材料處理、一次配料、一次球磨、干燥、打粉或過(guò)篩、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過(guò)篩，所述的預(yù)燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預(yù)合成。在一次配料中，按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O3 52mol％、氧化鎳NiO 7mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 5mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.4mol％。在二次配料中，按重量份計(jì)，還加入0.5％wt的三氧化二鉍Bi2O3、五氧化二釩V2O5的混合物質(zhì)，在二次球磨中，粉體平均粒徑粉碎至0.6±0.2μm。
所得的高磁導(dǎo)率疊層電感材料在常溫常壓、濕度為60～90％，用HP4291電橋、高頻Q表等測(cè)試儀器測(cè)試初始磁導(dǎo)率μi＝700±15％、品質(zhì)因數(shù)Q≥65、燒結(jié)密度Ds≥5.2g/cm3、體積電阻率ρv>109Ω.cm、比溫度系數(shù)αur≤5×10-6/℃。
實(shí)施例3 一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料的制造方法，步驟為原材料處理、一次配料、一次球磨、干燥、打粉或過(guò)篩、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過(guò)篩，所述的預(yù)燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預(yù)合成。在一次配料中，按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O3 54mol％、氧化鎳NiO 6mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 6mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.6mol％。在二次配料中，按重量份計(jì)，還加入0.7％wt的五氧化二釩V2O5，在二次球磨中，粉體平均粒徑粉碎至0.6±0.2μm。
所得的高磁導(dǎo)率疊層電感材料在常溫常壓、濕度為60～90％，用HP4291電橋、高頻Q表等測(cè)試儀器測(cè)試初始磁導(dǎo)率μi＝700±15％、品質(zhì)因數(shù)Q≥65、燒結(jié)密度Ds≥5.2g/cm3、體積電阻率ρv>109Ω.cm、比溫度系數(shù)αur≤5×10-6/℃。
實(shí)施例4 一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料的制造方法，步驟為原材料處理、一次配料、一次球磨、干燥、打粉或過(guò)篩、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過(guò)篩，所述的預(yù)燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預(yù)合成。在一次配料中，按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O3 56mol％、氧化鎳NiO 5mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 6mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.8mol％。在二次配料中，按重量份計(jì)，還加入0.9％wt的三氧化二鉍Bi2O3。在二次球磨中，粉體平均粒徑粉碎至0.6±0.2μm。
所得的高磁導(dǎo)率疊層電感材料在常溫常壓、濕度為60～90％，用HP4291電橋、高頻Q表等測(cè)試儀器測(cè)試初始磁導(dǎo)率μi＝700±15％、品質(zhì)因數(shù)Q≥65、燒結(jié)密度Ds≥5.2g/cm3、體積電阻率ρv>109Ω.cm、比溫度系數(shù)αur≤5×10-6/℃。
權(quán)利要求
1.一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料，按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O3 50～56mol％、氧化鎳NiO 5～8mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 4～6mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.1～1mol％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高磁導(dǎo)率疊層電感材料，其特征在于按重量份計(jì)，還加入0.2～1wt％的助燒劑，所述的助燒劑是三氧化二鉍Bi2O3、五氧化二釩V2O5中的一種或兩種物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高磁導(dǎo)率疊層電感材料，其特征在于所述的助燒劑是三氧化二鉍Bi2O3。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的高磁導(dǎo)率疊層電感材料的制造方法，步驟為原材料處理、一次配料、一次球磨、干燥、打粉或過(guò)篩、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過(guò)篩，其特征在于所述的預(yù)燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預(yù)合成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電感材料制造方法，其特征在于所述的一次配料是指按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O3 50～56mol％、氧化鎳NiO 5～8mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 4～6mol％、四氧化三鈷Co3O4 0.1～1mol％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感材料制造方法，其特征在于所述的二次配料是指在已預(yù)燒的材料中加入0.2～1wt％的助燒劑，所述的助燒劑是三氧化二鉍Bi2O3、五氧化二釩V2O5中的一種或兩種物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電感材料制造方法，其特征在于所述的助燒劑是三氧化二鉍Bi2O3。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電感材料制造方法，其特征在于所述的二次球磨中，粉體平均粒徑粉碎至0.6±0.2μm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高磁導(dǎo)率疊層電感材料及其制造方法，按摩爾份計(jì)，氧化鐵Fe2O350～56mol％、氧化鎳NiO 5～8mol％、氧化鋅ZnO 30～38mol％、氧化銅CuO 4～6mol％、四氧化三鈷Co3O40.1～1mol％。該電感材料的制造方法的步驟為原材料處理、一次配料、一次球磨、干燥、打粉或過(guò)篩、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過(guò)篩，所述的預(yù)燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預(yù)合成。所得的高磁導(dǎo)率疊層電感材料初始磁導(dǎo)率為μi＝700±15％，生產(chǎn)的電感具有高感量、高品質(zhì)因數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/64GK101364466SQ200810028669
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者陳加旺, 強(qiáng) 李, 陳志華, 王勇軍, 胡建兵, 徐建平, 林德智, 伍尚國(guó) 申請(qǐng)人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司