一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体的制作方法

文档序号:11427929阅读:360来源:国知局

本发明涉及铁氧体材料技术领域,尤其涉及一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体。



背景技术:

随着电力电子技术的飞速发展,对应用于其中的铁氧体软磁材料提出了越来越高的要求。不仅要求材料具有较低的功耗,而且要求具有较高的饱和磁通密度。但是,目前同时实现低功耗和高饱和磁通密度是铁氧体研发的难点,而市场缺急需这类软磁铁氧体。



技术实现要素:

本发明提出了一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体,本发明具有较高的磁通密度,并且具有较低的功率损耗。

本发明提出的一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体,其原料按重量份包括:主料100份,辅料0.3-0.5份,表面活性剂0.5-1份,消泡剂0.2-0.3份,乳化剂0.5-1份,粘结剂2-4份;

主料的原料按摩尔比包括:co2o31-2份,nio10-12份,zno20-22份,fe2o364-69份;

辅料的原料按重量份包括:sio20.2-0.3份,caco30.3-0.5份,sno20.8-1.2份,al2o30.3-0.5份,wo30.5-0.6份,bi2o30.1-0.3份,tio20.45-0.55份,zro20.1-0.3份。

优选地,sio2为纳米sio2,tio2为纳米tio2。

优选地,表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十四烷基-二甲基吡啶溴化铵或三烷基(苄基)甲基氯化铵。

优选地,消泡剂为乳化硅油、聚二甲基硅氧烷或聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。

优选地,粘结剂为聚乙烯醇、酚醛环氧树脂和/或聚氨酯胶。

优选地,在高饱和磁通密度低损耗铁氧体的制备过程中,将co2o3、nio、zno、fe2o3和表面活性剂混匀,研磨2-3h后,预烧得到预烧料;将辅料湿磨4-5h后,加入预烧料中混匀,再加入消泡剂、乳化剂、粘结剂混匀,造粒,压制成型,煅烧得到高饱和磁通密度低损耗铁氧体。

优选地,预烧的具体步骤为:升温至300-400℃,预烧1-2h,再升温至840-860℃,预烧3-4h。

优选地,煅烧温度为1330-1370℃,煅烧时间为4-5h。

本发明通过调整ni、zn、fe元素的配比,并加入适量的co元素,调节本发明的微观结构,使得本发明具有较高的磁通密度和较低的功率损耗;并配合适量的辅料相互作用,co2o3与bi2o3、wo3相互配合,能增加本发明的致密性,并能使得本发明具有良好的磁导率的同时,具有较低的磁损耗;bi2o3、al2o3、caco3、zro2、wo3相互配合,能降低烧结温度,改善材料的微观结构,细化晶粒,使晶粒尺寸均匀,提高烧结密度,进一步增加本发明的磁通密度,并保持较低的磁损耗;bi2o3、sno2相互配合可促进co2o3固溶于铁氧体晶体中,提高本发明的密度,减少内部气孔,从而进一步降低损耗;纳米sio2、纳米tio2、caco3与主料相互配合,改善本发明的微观结构,进一步增加本发明的磁通密度,并能改善起始磁导率的频率稳定性;选用表面活性剂与主料研磨后预烧,大大增加了主料与辅料、粘结剂之间的分散性,使得各物质之间能均匀分散,并结合消泡剂和乳化剂,减少烧结过程中气孔的产生,降低本发明的损耗;上述各物质相互配合,并配合合适的制备工艺,使得本发明具有较高的磁通密度,并且具有较低的功率损耗。

具体实施方式

实施例1

一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体,其原料按重量份包括:主料100份,辅料0.4份,表面活性剂0.7份,消泡剂0.25份,乳化剂0.7份,粘结剂3份;

主料的原料按摩尔比包括:co2o31.5份,nio11份,zno21份,fe2o366.5份;

辅料的原料按重量份包括:sio20.25份,caco30.4份,sno21份,al2o30.4份,wo30.55份,bi2o30.2份,tio20.5份,zro20.2份。

实施例2

一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体,其原料按重量份包括:主料100份,辅料0.3份,十六烷基三甲基溴化铵1份,聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.2份,乳化剂1份,聚乙烯醇2份;

主料的原料按摩尔比包括:co2o32份,nio10份,zno22份,fe2o364份;

辅料的原料按重量份包括:纳米sio20.3份,caco30.3份,sno21.2份,al2o30.3份,wo30.6份,bi2o30.1份,纳米tio20.55份,zro20.1份;

在高饱和磁通密度低损耗铁氧体的制备过程中,将co2o3、nio、zno、fe2o3和表面活性剂混匀,研磨3h后,升温至300,预烧2h,再升温至840℃,预烧4h得到预烧料;将辅料湿磨4h后,加入预烧料中混匀,再加入消泡剂、乳化剂、粘结剂混匀,造粒,压制成型,升温至1370℃,煅烧4h得到高饱和磁通密度低损耗铁氧体。

实施例3

一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体,其原料按重量份包括:主料100份,辅料0.5份,十四烷基-二甲基吡啶溴化铵0.5份,乳化硅油0.3份,乳化剂0.5份,酚醛环氧树脂4份;

主料的原料按摩尔比包括:co2o31份,nio12份,zno20份,fe2o369份;

辅料的原料按重量份包括:纳米sio20.2份,caco30.5份,sno20.8份,al2o30.5份,wo30.5份,bi2o30.3份,纳米tio20.45份,zro20.3份;

在高饱和磁通密度低损耗铁氧体的制备过程中,将co2o3、nio、zno、fe2o3和表面活性剂混匀,研磨2h后,升温至400℃,预烧1h,再升温至860℃,预烧3h得到预烧料;将辅料湿磨5h后,加入预烧料中混匀,再加入消泡剂、乳化剂、粘结剂混匀,造粒,压制成型,升温至1330℃,煅烧5h得到高饱和磁通密度低损耗铁氧体。

实施例4

一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体,其原料按重量份包括:主料100份,辅料0.35份,三烷基(苄基)甲基氯化铵0.8份,聚二甲基硅氧烷0.22份,乳化剂0.8份,粘结剂2.5份;

粘结剂为酚醛环氧树脂和聚氨酯胶;

主料的原料按摩尔比包括:co2o31.7份,nio10.5份,zno21.5份,fe2o366份;

辅料的原料按重量份包括:纳米sio20.28份,caco30.35份,sno21.1份,al2o30.35份,wo30.57份,bi2o30.15份,纳米tio20.53份,zro20.15份;

在高饱和磁通密度低损耗铁氧体的制备过程中,将co2o3、nio、zno、fe2o3和表面活性剂混匀,研磨2.8h后,升温至330℃,预烧1.8h,再升温至845℃,预烧3.8h得到预烧料;将辅料湿磨4.2h后,加入预烧料中混匀,再加入消泡剂、乳化剂、粘结剂混匀,造粒,压制成型,升温至1360℃,煅烧4.2h得到高饱和磁通密度低损耗铁氧体。

实施例5

一种高饱和磁通密度低损耗铁氧体,其原料按重量份包括:主料100份,辅料0.45份,十四烷基-二甲基吡啶溴化铵0.6份,聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.28份,乳化剂0.6份,粘结剂3.5份;

粘结剂为聚乙烯醇和聚氨酯胶;

主料的原料按摩尔比包括:co2o31.3份,nio11.5份,zno20.5份,fe2o367份;

辅料的原料按重量份包括:纳米sio20.22份,caco30.45份,sno20.9份,al2o30.45份,wo30.53份,bi2o30.25份,纳米tio20.47份,zro20.25份;

在高饱和磁通密度低损耗铁氧体的制备过程中,将co2o3、nio、zno、fe2o3和表面活性剂混匀,研磨2.2h后,升温至370℃,预烧1.2h,再升温至855℃,预烧3.2h得到预烧料;将辅料湿磨4.8h后,加入预烧料中混匀,再加入消泡剂、乳化剂、粘结剂混匀,造粒,压制成型,升温至1340℃,煅烧4.8h得到高饱和磁通密度低损耗铁氧体。

对实施例1-5进行性能测试,结果如下:

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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