本發(fā)明涉及錳鋅鐵氧體材料領(lǐng)域，特別是涉及一種高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著跨領(lǐng)域電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)設(shè)備、集成制造裝備、多功能通信媒體、汽車電子設(shè)備越來越多的應(yīng)用了emi和emc抗干擾技術(shù)，而其中的核心在于嵌套的軟磁鐵氧體磁芯產(chǎn)品。軟磁鐵氧體由于其成本方面的優(yōu)勢，越來越多的被用來替換傳統(tǒng)永磁，同時其良好的配合特性也能幫助抗干擾濾波器實現(xiàn)更好的特性?？垢蓴_濾波器可廣泛應(yīng)用于無線通訊，智能電表終端、工業(yè)集成設(shè)備等電子設(shè)備技術(shù)中，可以做通信設(shè)備、測控儀器、家用電器及新型節(jié)能燈具等中的寬帶濾波器、脈沖濾波器、電感器、濾波器、共模扼流圈及傳輸系統(tǒng)中的接口濾波器、隔離濾波器等。

磁性材料在濾波器、開關(guān)電源及濾波器應(yīng)用電子產(chǎn)品中均占有部分體積并消耗部分能源。因此提高磁芯初始磁導(dǎo)率及頻率特性，使大功率產(chǎn)品向小型號、高效化發(fā)展，對我國電子產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，節(jié)能減排提供有效幫助。但現(xiàn)有的鐵氧體的居里溫度低，不耐電流，在使用中不能滿足使用要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體及其制備方法，能夠解決現(xiàn)有鐵氧體材料在居里溫度及耐電流特性方面存在的不足之處。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體，包括：主成分和輔助成分；其中，所述主成分的原料及其質(zhì)量百分配比為fe2o3：mno：zno=52～54：23～27：20～25；相對于所述主成分的總重量，所述輔助成分的組分及其含量為：bi2o3500～2000ppm、moo31000～3000ppm、p2o530～300ppm、cuo50～500ppm、mgo100～800ppm、nio500～1500ppm、zro280～800ppm、cao100～1000ppm、co2o3100～500ppm。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述fe2o3和zno的純度為95%以上。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱料：按配方稱取所述主成分和輔助成分；

（2）摻雜：將稱取的主成分和輔助成分混合并進(jìn)行一次砂磨，并在烘箱中烘干，再進(jìn)行預(yù)燒處理，接著進(jìn)行二次砂磨，并烘干；

（3）壓制坯料：將步驟（2）中烘干后的物料用自動成型機壓制成環(huán)狀坯料；

（4）排坯：將步驟（3）中得到的坯料在燒結(jié)架上按一定的間距逐層排列，并在最底層的坯料下方加裝帶槽口的墊片；

（5）燒結(jié)處理：將步驟（4）中經(jīng)排坯后的坯料整體置入燒結(jié)窯爐內(nèi)，在平衡氣氛下燒結(jié)成型，得到所述高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（2）中，所述預(yù)燒處理的工藝條件為：以升溫速率為3～6℃/min的升溫速率升溫到820～900℃，恒溫預(yù)燒120～150min。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（3）中，所述壓制坯料的壓強為7～10mpa；所述環(huán)狀坯料的規(guī)格為：外徑25mm，內(nèi)徑15mm，高8mm。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（4）中，所述坯料的排列層數(shù)為5～8層，層間間距為1～1.5cm，前后左右間距0.5～1cm。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（5）中，所述燒結(jié)的工藝條件為：在5～8%氮氣含量的平衡氣壓下，以30～50℃/min的升溫速率從室溫升至1460℃，恒溫保持6.5h，然后再以30～50℃/min的降溫速率將至1100℃，恒溫保持1～2h，最后隨爐自然冷卻至室溫。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明經(jīng)科學(xué)的材料配方設(shè)計、燒結(jié)工藝及窯爐氣氛優(yōu)化等措施，使其材料在常溫條件下具備高磁導(dǎo)率特性，居里溫度高達(dá)140℃，且具有良好的溫升特性，溫度曲線平坦、高溫功耗低，工作環(huán)境適應(yīng)性強，其良好的頻率特性可以滿足emc要求，市場潛力大。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

本發(fā)明實施例包括：

實施例1

一種高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體，包括：主成分和輔助成分；其中，所述主成分包括質(zhì)量百分配比為52：23：20的fe2o3、mno和zno；其中，fe2o3和zno均為高純度，其純度為95%以上，mno來自大比表面積的mn3o4。

相對于所述主成分的總重量，所述輔助成分的組分及其含量為：bi2o31000ppm、moo33000ppm、p2o530ppm、cuo50ppm、mgo100ppm、nio500ppm、zro280ppm、cao100ppm、co2o3500ppm。

上述高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱料：按配方稱取所述主成分和輔助成分；

（2）摻雜：將稱取的主成分和輔助成分混合，然后加入占混合物料總質(zhì)量40%的去離子水進(jìn)行一次砂磨處理，一次砂磨后置于烘箱中在90～105℃下烘干1～2h，使含水量降低至20%左右，再以3～6℃/min的升溫速率升溫到820℃，恒溫預(yù)燒150min，即進(jìn)行預(yù)燒處理；預(yù)燒冷卻后，加入占預(yù)燒后混合物料總量40%的去離子水進(jìn)行二次砂磨，然后90～105℃下烘至含水量降低至15%左右；

（3）壓制坯料：將步驟（2）中烘干后的物料用自動成型機在7mpa的壓強下壓制成外徑為25mm，內(nèi)徑為15mm，高為8mm的環(huán)狀坯料；

（4）排坯：將步驟（3）中得到的環(huán)狀坯料在燒結(jié)架上按層間間距為1cm，前后左右間距0.5cm的間距逐層排列5～8層，并在最底層的坯料下方加裝帶槽口的墊片；其中，層間間距、前后左右間距及帶有槽口的墊片的設(shè)計均是為了便于熱氣流流通，從而使燒結(jié)時坯料各處的受熱程度均勻，有助于提高坯料成型后的整體性能；

（5）燒結(jié)處理：將步驟（4）中經(jīng)排坯后的坯料整體置入燒結(jié)窯爐內(nèi)，在充分考慮節(jié)能及排膠、燒結(jié)均勻性及兼顧主成分及輔助成分特性的基礎(chǔ)上，按布萊克方程式設(shè)定氣氛曲線，并采用如下燒結(jié)工藝進(jìn)行燒結(jié)：在5%氮氣含量的平衡氣壓下，以30℃/min的升溫速率從室溫升至1460℃，恒溫保持6.5h，然后再以30℃/min的降溫速率將至1100℃，恒溫保持1～2h，最后隨爐自然冷卻至室溫，得到所述高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體。通過延長高溫條件下的燒結(jié)保溫時間，達(dá)到降低磁片的高溫功耗水平、提高tc，降低產(chǎn)品溫度系數(shù),使溫度曲線趨于平坦之目的。另外，在cao和co2o3的摻雜條件下，通過提高燒結(jié)溫度，延長燒結(jié)時間，有效增大了顆粒活性，有助于降低錳鋅鐵氧體的功耗。

實施例2

一種高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體，包括：主成分和輔助成分；其中，所述主成分包括質(zhì)量百分配比為54：27：25的fe2o3、mno和zno；其中，fe2o3和zno均為高純度，其純度為95%以上，mno來自大比表面積的mn3o4。

相對于所述主成分的總重量，所述輔助成分的組分及其含量為：bi2o32000ppm、moo31000ppm、p2o5300ppm、cuo500ppm、mgo800ppm、nio1500ppm、zro2800ppm、cao1000ppm、co2o3100ppm。

上述高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱料：按配方稱取所述主成分和輔助成分；

（2）摻雜：將稱取的主成分和輔助成分混合，然后加入占混合物料總質(zhì)量60%的去離子水進(jìn)行一次砂磨處理，一次砂磨后置于烘箱中在90～105℃下烘干1～2h，使含水量降低至20%左右，再以3～6℃/min的升溫速率升溫到900℃，恒溫預(yù)燒120min，即進(jìn)行預(yù)燒處理；預(yù)燒冷卻后，加入占預(yù)燒后混合物料總量50%的去離子水進(jìn)行二次砂磨，然后90～105℃下烘至含水量降低至15%左右；

（3）壓制坯料：將步驟（2）中烘干后的物料用自動成型機在10mpa的壓強下壓制成外徑為25mm，內(nèi)徑為15mm，高為8mm的環(huán)狀坯料；

（4）排坯：將步驟（3）中得到的環(huán)狀坯料在燒結(jié)架上按層間間距為1.5cm，前后左右間距1cm的間距逐層排列5～8層，并在最底層的坯料下方加裝帶槽口的墊片；其中，層間間距、前后左右間距及帶有槽口的墊片的設(shè)計均是為了便于熱氣流流通，從而使燒結(jié)時坯料各處的受熱程度均勻，有助于提高坯料成型后的整體性能；

（5）燒結(jié)處理：將步驟（4）中經(jīng)排坯后的坯料整體置入燒結(jié)窯爐內(nèi)，在充分考慮節(jié)能及排膠、燒結(jié)均勻性及兼顧主成分及輔助成分特性的基礎(chǔ)上，按布萊克方程式設(shè)定氣氛曲線，并采用如下燒結(jié)工藝進(jìn)行燒結(jié)：在8%氮氣含量的平衡氣壓下，以50℃/min的升溫速率從室溫升至1460℃，恒溫保持6.5h，然后再以50℃/min的降溫速率將至1100℃，恒溫保持1～2h，最后隨爐自然冷卻至室溫，得到所述高居里溫度耐電流gh10h錳鋅鐵氧體。通過延長高溫條件下的燒結(jié)保溫時間，達(dá)到降低磁片的高溫功耗水平、提高tc，降低產(chǎn)品溫度系數(shù),使溫度曲線趨于平坦之目的。另外，在cao和co2o3的摻雜條件下，通過提高燒結(jié)溫度，延長燒結(jié)時間，有效增大了顆?；钚?，有助于降低錳鋅鐵氧體的功耗。

上述方法得到的錳鋅鐵氧體，為與抗干擾濾波器配合使用的高性能的錳鋅軟磁鐵氧體產(chǎn)品，其主要特點是溫度曲線平坦，溫度變化小、抗折程度高，功耗低。經(jīng)測試，具體性能特點如下：

1）性能層面，1.0khz，0.3v，25±3℃條件下，初始磁導(dǎo)率μi=12000±25%；

2）頻率特性，

100khz，0.3v，25±3℃的條件下，μi＞8000；

200khz，0.3v，25±3℃的條件下，μi＞7000；

3）具有良好的溫度特性，比溫度系數(shù)低，溫度曲線平坦，適合工作溫度為-30～130℃；

4）居里溫度高，tc≥140℃；

5）耐電流特性，耐電流值為2～5a。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。