具有高频高阻抗的MnZn铁氧体材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有高频高阻抗MnZn铁氧体材料，由主成分和辅助成分组成，其特征在于，按摩尔百分比，以氧化物计算，主成分包括46.0-54.0mol％Fe2O3，25.0-27.0mol％MnO和19.0-21.0mol％ZnO；按重量百分比，以氧化物计算，基于所述主成分的总重量，辅助成分包括0.03wt％-0.08wt％TiO3，0.03wt％-0.08wt％CaCO3，0.03wt％-0.08wt％V2O5中的至少一种；具有在100MHz时，大于200·Ωm的直流电阻率、25℃的居里温度和≥7000的起始磁导率。
【专利说明】具有高频高阻抗的MnZn铁氧体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种MnZn铁氧体材料及其制备方法，尤其涉及一种具有高频高阻抗的MnZn铁氧体材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在电子信息时代，随着卫星通信、移动通信、计算机应用等高速发展，电磁干扰(EMI)对军事和民用电子信息领域的影响越来越严重，对公共环境和人身安全以及信息保密造成了很大的危害。解决或降低电磁污染以及提高电子设备抗电磁干扰能力的有效办法是采用电磁兼容设计，其中需要用到大量抗EMI材料，且由于电子设备的小型化、偏平化、高频化的发展，软磁铁氧体已经成为现代军事电子设备、工业和民用电子仪器不可缺少的组成部分。
[0003]软磁铁氧体的磁性参数与组成元素、结构、形状有关外，还与制备条件和方法有关，软磁铁氧体材料的制备一般采用沉淀法、氧化物直接烧结法、直接球磨法和烧结法等，现有的具有高频高阻抗的软磁铁氧体材料都是镍锌铁氧体材料，此种材料价格在20-30万元/吨，实用价值低，而MnZn铁氧体材料价格虽然在I万元/吨左右，实用价值高,但是现有的MnZn铁氧体材料一般都只具有高阻抗低频率的特点，或高磁导率宽频的特点，或高起始磁导率低功耗的特点，或高饱和磁感应强度和高电阻率的特点，因此需要发明一种高频高阻抗的MnZn铁氧体材料及其制备方法。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明拟解决的问题是提供一种具有闻频闻阻抗的MnZn铁氧体材料及其制备方法，其材料具有在10MHz时，大于200.Ωπι的直流电阻率、25°C的居里温度和> 7000的起始磁导率。
[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:一种具有高频高阻抗MnZn铁氧体材料，由主成分和辅助成分组成，其特征在于，
[0006]按摩尔百分比，以氧化物计算，主成分包括46.0-54.0mol % Fe2O3,25.0-27.0mol % MnO 和 19.0-21.0mol % ZnO ；
[0007]按重量百分比，以氧化物计算，基于所述主成分的总重量，辅助成分包括0.03wt% -0.08wt% T13,0.03wt% -0.08wt% CaCO3,0.03wt% -0.08wt% V2O5 中的至少一种；
[0008]作为优选，主成分包括48.6mol % Fe2O3, 31.4mol % MnO, 20.0mol % ZnO ；
[0009]本发明的高阻抗MnZn铁氧体材料的制备方法包括以下步骤:
[0010]I)配方采用 46.0-54.0mol % Fe2O3, 25.0-27.0mol % MnO 和 19.0-21.0mol % ZnO ；[0011 ] 2)将上述粉料混合均匀，进行第一次球磨；
[0012]3)将步骤2)所得的粉料进行第一次喷雾造粒；
[0013]4)将步骤3)所得的粉料在800°C -1000°C下预烧1_1.5小时；
[0014]5)向步骤4)所得的粉料中添加辅助成分0.03wt % -0.08wt % T13,
0.03wt% -0.08wt% CaCO3,0.03wt% -0.08wt% V2O5中的至少一种，再加入以占所述主成分总重量计的60wt% -120wt%去离子水,0.5wt% -3wt%分散剂,0.5wt% -3wt%消泡剂一起进行第二次球磨，使球磨后的粉料粒径达到0.8-1微米；
[0015]6)基于所述步骤5)中所得的粉料的总重量，向所述步骤5)所得的粉料中添加10界七％的有机粘合剂的水溶液，将其混合均匀，进行第二次喷雾造粒得颗粒料；
[0016]7)采用100MPa_200MPa的压力，将步骤6)所得的颗粒料压制成生坯样品；
[0017]8)将步骤7)所得的生坯样品放置在1300°C-140(TC的烧结温度下烧结，并在所述烧结温度下保温2-5小时，然后冷却至180°C出炉，其中保温段氧分压为1% -15%，降温过程采用平衡氧分压；
[0018]9)测试时，采用HP4294A阻抗分析仪(Agilent Technology4294A)和专用夹具(Agilent Technologyl6047E)测量不同温度和频率样品的电感量L，计算出相应的起始磁导率Ui以及居里温度，并在常温下用0.35mm单匝线圈在0.02V电压测量其频率特性；对样品先打磨抛光，用乙醇、丙酮将表面清洗干净，然后涂上银浆，再用两片铜板夹紧，在100°C下烘干，用HP4294A阻抗分析仪测量不同频率(IMHz~100MHz)下样品的电阻，计算出样品电阻率Pe的频率特性。
【具体实施方式】
[0019]为了使本【技术领域】的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本实施例中的具体实施数据，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0020]本发明公开了一种具有高频高阻抗的MnZn铁氧体材料，由主成分和辅助成分组成，其特征在于，
[0021]按摩尔百分比，以氧化物计算，主成分包括46.0-54.0mol % Fe2O3,
25.0-27.0mol % MnO 和 19.0-21.0mol % ZnO ；
[0022]按重量百分比，以氧化物计算，基于所述主成分的总重量，辅助成分包括
0.03wt% -0.08wt% T13,0.03wt% -0.08wt% CaCO3,0.03wt% -0.08wt% V2O5 中的至少一种；
[0023]本发明的高阻抗MnZn铁氧体材料的制备方法包括以下步骤:
[0024]I)配方采用 46.0-54.0mol % Fe2O3, 25.0-27.0mol % MnO 和 19.0-21.0mol % ZnO ；
[0025]2)将上述粉料混合均匀，进行第一次球磨；
[0026]3)将步骤2)所得的粉料进行第一次喷雾造粒；
[0027]4)将步骤3)所得的粉料在800°C _1000°C下预烧1_1.5小时；
[0028]5)向步骤4)所得的粉料中添加辅助成分0.03wt % -0.08wt % T13,
0.03wt% -0.08wt% CaCO3,0.03wt% -0.08wt% V2O5中的至少一种，再加入以占所述主成分总重量计的60wt% -120wt%去离子水,0.5wt% -3wt%分散剂,0.5wt% -3wt%消泡剂一起进行第二次球磨，使球磨后的粉料粒径达到0.8-1微米；
[0029]6)基于所述步骤5)中所得的粉料的总重量，向所述步骤5)所得的粉料中添加10wt%的有机粘合剂的水溶液，将其混合均匀，进行第二次喷雾造粒得颗粒料；
[0030]7)采用100MPa_200MPa的压力，将步骤6)所得的颗粒料压制成生坯样品；
[0031]8)将步骤7)所得的生坯样品放置在1300°C-140(TC的烧结温度下烧结，并在所述烧结温度下保温2-5小时，然后冷却至180°C出炉，其中保温段氧分压为1% -15%，降温过程采用平衡氧分压；
[0032]具体实施例1-9做法:采用市售的Fe203、MnO, ZnO作为主成份，将48.6mol %Fe2O3, 31.4mol% Mn0,20.0mol % ZnO置于砂磨机中搅拌、混合均匀后取出置于干燥箱中烘干；烘干后，用箱式电阻炉，在800-900°C下预烧1.5h。然后将预烧后的粉料放入球磨机中，同时加入辅助成分0.03wt% T13,0.04wt% CaCO3，再加入以占所述主成分总重量计的60wt%去离子水、2wt%分散剂、2wt%消泡剂一起进行球磨；将此粉料球磨至平均粒度为
1.0±0.2mm左右，烘干后加入以该粉料总重量计的8wt%聚乙烯醇水溶液造粒，压种罩炉内，在1300°C -1400°C的烧结温度下烧结，并在所述烧结温度下保温2-5小时，然后冷却至180°C出炉，其中保温段氧分压为1% -15%，降温过程采用平衡氧分压。
[0033]测试时，采用HP4294A阻抗分析仪(Agilent Technology4294A)和专用夹具(Agilent Technologyl6047E)测量不同温度和频率样品的电感量L，计算出相应的起始磁导率Ui以及居里温度，并在常温下用0.35mm单匝线圈在0.02V电压测量其频率特性；对样品先打磨抛光，用乙醇、丙酮将表面清洗干净，然后涂上银浆，再用两片铜板夹紧，在100°C下烘干，用HP4294A阻抗分析仪测量不同频率(IMHz~10MHz)下样品的电阻，计算出样品电阻率Pe的频率特性。实施例结果列于下面的表1中。
[0034]表1
[0035]
【权利要求】
1.一种具有高频高阻抗MnZn铁氧体材料，由主成分和辅助成分组成，其特征在于， 按摩尔百分比，以氧化物计算，主成分包括46.0-54.0mol % Fe2O3, 25.0-27.0mol % MnO和 19.0-21.0mol % ZnO ； 按重量百分比，以氧化物计算，基于所述主成分的总重量，辅助成分包括.0.03wt% -0.08wt% T13,0.03wt% -0.08wt% CaCO3,0.03wt% -0.08wt% V2O5 中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的具有高频高阻抗MnZn铁氧体材料，其特征在于，
主成分包括 48.6mol % Fe2O3, 31.4mol % MnO, 20.0mol % ZnO。
3.本发明的高阻抗MnZn铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
.1)配方采用46.0-54.0mol % Fe2O3, 25.0-27.0mol % MnO 和 19.0-21.0mol % ZnO ； .2)将上述粉料混合均匀，进行第一次球磨； . 3)将步骤2)所得的粉料进行第一次喷雾造粒； . 4)将步骤3)所得的粉料在800°C-1000°C下预烧1-1.5小时； .5)向步骤4)所得的粉料中添加辅助成分0.03wt % -0.08wt % T13,.0.03wt% -0.08wt% CaCO3,0.03wt% -0.08wt% V2O5中的至少一种，再加入以占所述主成分总重量计的60wt% -120wt%去离子水,0.5wt% -3wt%分散剂,0.5wt% -3wt%消泡剂一起进行第二次球磨，使球磨后的粉料粒径达到0.8-1微米； . 6)基于所述步骤5)中所得的粉料的总重量，向所述步骤5)所得的粉料中添加10wt%的有机粘合剂的水溶液，将其混合均匀，进行第二次喷雾造粒得颗粒料； .7)采用100MPa-200MPa的压力，将步骤6)所得的颗粒料压制成生坯样品； . 8)将步骤7)所得的生坯样品放置在130(TC-140(TC的烧结温度下烧结，并在所述烧结温度下保温2-5小时，然后冷却至180°C出炉，其中保温段氧分压为1% -15%，降温过程采用平衡氧分压；. 9)测试时，采用HP4294A阻抗分析仪(Agilent Technology4294A)和专用夹具(Agilent Technologyl6047E)测量不同温度和频率样品的电感量L，计算出相应的起始磁导率Ui以及居里温度，并在常温下用0.35mm单匝线圈在0.02V电压测量其频率特性；对样品先打磨抛光，用乙醇、丙酮将表面清洗干净，然后涂上银浆，再用两片铜板夹紧，在100°C下烘干，用HP4294A阻抗分析仪测量不同频率(IMHz~10MHz)下样品的电阻，计算出样品电阻率Pe的频率特性。
【文档编号】C04B35/26GK104072121SQ201410327841
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】陈志华, 徐仲达, 徐荣, 许锡坤, 倪贝鲁 申请人:浙江春晖复合材料有限公司