專利名稱：一種鎂銅鋅鐵軟磁鐵氧體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟磁鐵氧體材料及制備的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鐵氧體材料又稱氧化物磁性材料，它是由鐵和其它金屬組成的復(fù)合氧化物，軟磁鐵氧體材料主要有MnZn系、NiZn (NiCuZn)系、MgZn (MgCuZn )系三大類。
MnZn系鐵氧體具有高的起始磁導(dǎo)率，較高的飽和磁感應(yīng)強度，在無線電中頻或低頻范圍有低的損耗，它是I兆赫茲以下頻段范圍磁性能最優(yōu)良的鐵氧體材料。常用的MnZn 系鐵氧體起始磁導(dǎo)率U i =400-20000，飽和磁感應(yīng)強度Bs=400-530mT。
NiZn (NiCuZn)系鐵氧體使用頻率IOOkHz IOOMHz，最高可使用到300MHz。 這類材料磁導(dǎo)率較低，電阻率很高，一般為105 107 Q cm。因此，高頻渦流損耗小，是 IMHz以上高頻段磁性能最優(yōu)良材料。常用NiZn系材料的磁導(dǎo)率U i =5-1500，飽和磁感應(yīng)強度 Bs=250-400mT。
MgZn(MgCuZn )系鐵氧體材料的電阻率較高，主要應(yīng)用于制作顯像管或顯示管的偏轉(zhuǎn)線圈磁芯。
軟磁材料的選用原則選用軟磁材料時主要綜合考慮以下因素(I )使用頻率范圍、磁導(dǎo)率(起始磁導(dǎo)率、振幅磁導(dǎo)率、增量磁導(dǎo)率)、飽和磁感應(yīng)強、剩余磁感應(yīng)強度、材料損耗、溫度系數(shù)、電阻率、磁滯伸縮系數(shù)、居里溫度、使用溫度范圍。
所以，不同材質(zhì)的鐵氧體很難進行替換使用還保證其性能。
隨著全球金屬價格不斷高企，軟磁鐵氧體生產(chǎn)所必需的各種金屬氧化物的價格也不斷上漲。生產(chǎn)企業(yè)面臨越來越大的成本壓力。鎳鋅鐵氧體的主材氧化亞鎳的市場價已由 4-5萬一噸漲到最高16萬一噸。尋求替代材料成為企業(yè)降低成本，提高競爭力的目標。
用鎂鋅鐵氧體來替代鎳鋅鐵氧體成為一種必然的選擇。但普通的鎂鋅鐵氧體與鎳鋅鐵氧體相比具有幾個缺陷。一是適用頻率，一般鎂鋅鐵氧體只適用20MHz以下，在此頻率以上，其特性衰減明顯，很難和鎳鋅相比。二是直流疊加特性較低。三是機械強度沒有鎳鋅鐵氧體高。以上缺陷導(dǎo)致鎂鋅鐵氧體應(yīng)用的局限性過大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種鎂銅鋅軟磁鐵氧體材料及其制備方法，具體是一種具有優(yōu)良高頻特性、高直流疊加特性及良好機械強度，完全可替代鎳鋅鐵氧體的鎂鋅鐵氧體材料。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種鎂銅鋅鐵軟磁鐵氧體材料，其特征在于主成分配方按摩爾百分比，以氧化物計算氧化鐵48-53mol%,氧化鋅14-25 mol%,氧化鎂20-30 mol%，氧化銅l-4mol% ;摻雜劑第一副組分碳酸鈣或氧化鈷或二氧化硅中的一種或任意兩種的混合，添加量為200-1000ppm ;第二副組分五氧化二釩或氧化鉍或碳酸鋰中的一種或任意兩種及三種的混合，添加量按重量比，以氧化物計算，添加0. l-lwt%。
為了實現(xiàn)上述鐵氧體材料，本發(fā)明還提供了一種鎂銅鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，1)、按氧化鐵48_53mol%，氧化鋅14-25mol%,氧化鎂20-30 mol%,氧化銅l_4mol%配主料，添加劑按質(zhì)量分數(shù)添加摻雜劑第一副組分或第二副組分的任意一份；2)、一次球磨將配好的料振動球磨機混合I小時，使料粉混合均勻；3)、預(yù)燒將步驟2)所得的物料在1050°C的溫度，恒溫3小時預(yù)燒；4)、二次球磨第一次球磨預(yù)燒冷卻后，用振動球磨機二次振動球磨，時間I小時。使預(yù)燒過的物料得到初步粉碎，顆粒直徑達到第二次球磨砂磨機加水，將步驟3)中料漿濃度控制在65%，砂磨2小時，得到粒度在I. 0-1. 5Mm的料漿；5)、成型在步驟4)的物料中加入濃度10wt%的PVA溶液，加入量為干粉重量的15%。 加入正辛醇消泡劑，加入量為干粉重量的0. 2-0. 3%。加入聚丙酸分散劑,加入量為干粉重量的0. 5-0. 8%。以上料漿混合均勻后噴霧造粒得到顆粒料，在壓機上將顆粒粉料壓制成胚件；6)、燒結(jié)將步驟6)的胚件置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，在1250°C的溫度下保溫4小時，得到成品磁芯。
本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明的鎂銅鋅軟磁鐵氧體材料，其技術(shù)性能與鎳鋅鐵氧體技術(shù)性能等同。該種材料經(jīng)檢索，至今尚無報道。
本發(fā)明提及的鎂銅鋅軟磁鐵氧體材料，可以適用于鎳鋅鐵氧體材料的所有應(yīng)用領(lǐng)域，能夠達到完全替代的目的。
本鐵氧體具有優(yōu)良高頻特性、高直流疊加特性及良好機械強度，完全可替代鎳鋅鐵氧體的鎂銅鋅鐵氧體材料。采用本技術(shù)生產(chǎn)的棒型，工型及環(huán)型磁芯，具有很大的成本優(yōu)勢。
具體實施方式
實施例I按氧化鐵氧化鋅氧化鎂氧化銅=51. 2:10:34. 8 4 mol%配主料,添加劑按質(zhì)量分數(shù)添加，碳酸鈣0. 4，氧化鈷0. 35氧化鉍0. 06。將配好的料振動球磨機混合I小時，10500C 預(yù)燒，保溫3小時，冷卻后再二次振動球磨I小時。砂磨機加水,料漿濃度65%，砂磨2小時， 加PVA溶液，消泡劑，分散劑，噴霧造粒得到顆粒料。壓制T18*10*5，1250°C燒結(jié)，保溫4小時。得到成品磁芯。00.31漆包線20圈，測試Q值，與相同磁導(dǎo)率的鎳鋅鐵氧體做比對，可以看到兩種材料在50MHz以下具有相似的頻率特性。
A為鎂鋅材質(zhì) B為一種常用的鎳鋅材質(zhì)，兩種材質(zhì)的磁導(dǎo)率均為40。
權(quán)利要求
1.一種鎂銅鋅軟磁鐵氧體材料，其特征在于主成分配方按摩爾百分比，以氧化物計算氧化鐵48_53mol%，氧化鋅 14-25 mol%,氧化鎂 20-30 mol%,氧化銅 1-4 mol% ；摻雜劑第一副組分碳酸鈣或氧化鈷或二氧化硅中的一種或任意種的混合，添加量為 200-1000ppm ；第二副組分五氧化二釩或氧化鉍或碳酸鋰中的一種或任意兩種及三種的混合，添加量按重量比，以氧化物計算，添加0. l-lwt%。
2.一種鎂銅鋅軟磁鐵氧體材料的制備方法，其特征在于1)、按氧化鐵48_53mol%，氧化鋅14-25mol%,氧化鎂20-30 mol%,氧化銅l_4mol%配主料，添加劑按質(zhì)量分數(shù)添加摻雜劑第一副組分或第二副組分的任意一份；2)、一次球磨將配好的料用振動球磨機混合I小時，使料粉混合均勻；3)、預(yù)燒將步驟2)所得的物料在1050°C的溫度下恒溫3小時預(yù)燒；4)、二次球磨第一次球磨冷卻后，用振動球磨機二次振動，時間I小時；使預(yù)燒過的物料得到初步粉碎，顆粒直徑達到I-IOMm ;第二次球磨砂磨機加水，將步驟3)中料楽；濃度控制在65%，砂磨2小時，得到粒度在I. 0-1. 5Mm的料漿；5)、成型在步驟4)的物料中加入濃度10wt%的PVA溶液，加入量為干粉重量的15%， 加入正辛醇消泡劑，加入量為干粉重量的0. 2-0. 3%,加入聚丙酸分散劑,加入量為干粉重量的0. 5-0. 8% ；以上料漿混合均勻后噴霧造粒得到顆粒料，在壓機上將顆粒粉料壓制成胚件；6)、燒結(jié)將步驟6)的胚件置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，在1250°C的溫度下保溫4小時，得到成品磁芯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂銅鋅鐵軟磁鐵氧體材料及其制備方法，主成分氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、氧化銅配方按摩爾百分比，摻雜劑第一副組分碳酸鈣或氧化鈷或二氧化硅中的一種或任意種的混合；第二副組分五氧化二釩或氧化鉍或碳酸鋰中的一種或任意兩種及三種的混合；其制備方法通過一次球磨、預(yù)燒、二次球磨、成型、燒結(jié)再將胚件置于燒結(jié)爐中燒結(jié)，在1250℃的溫度下保溫4小時，得到成品磁芯。本發(fā)明的鎂銅鋅軟磁鐵氧體材料，其技術(shù)性能與鎳鋅鐵氧體技術(shù)性能等同本發(fā)明提及的鎂銅鋅軟磁鐵氧體材料，采用本技術(shù)生產(chǎn)的棒型，工型及環(huán)型磁芯，具有很大的成本優(yōu)勢。
文檔編號C04B35/622GK102531560SQ20111045115
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者萬玉保, 劉雪軍, 邊歷峰 申請人:南通鼎源電子磁材有限公司