一种薄片型铁氧体材料的浆料及其制备方法和用途与流程

文档序号:17478712发布日期:2019-04-20 06:18阅读:465来源:国知局

本发明涉及铁氧体材料领域,尤其涉及一种薄片型铁氧体材料的浆料及其制备方法和用途。



背景技术:

随着电子信息技术的不断发展,通信已经全面进入无线时代。在利用磁场近场耦合的技术中,尽管电子标签rfid、nfc和无线充电技术应用频率不同,但是对于软磁材料的需求却有一个共同性,即要求作为增强天线电感、屏蔽金属环境的软磁材料具有片状超薄的形状。其中,接收端隔磁片的厚度要求一般低于0.1mm,充电器发射端隔磁片的厚度一般在0.5-1.5mm,一般采用流延成型工艺制作此类片状铁氧体材料,首先将铁氧体粉料、溶剂、分散剂和粘结剂等其他助剂制作成均匀一致的浆料,再通过流延机挥发掉溶剂,制备出一定厚度的片状生坯,生坯通过烧结,贴膜,软化后就可以再通过切割加工成各种形状的隔磁片。流延法制备铁氧体片的关键在于浆料的制备,浆料的质量决定着流延的成品率,浆料制备工艺强烈地影响着后续烧结的性能和成品率。目前浆料制备一般采用滚动式球磨、分批投料的方式,这种制浆方式涉及的设备少,工艺简单,但是由于球磨效率低,很难获得粉料颗粒粒度小的浆料。而且分散能力差,浆料中往往存在导致产品外观缺陷的团聚颗粒,粒度分布广,烧结时收缩一致性差,产生严重变形,导致烧结成品率低。而且每个批次球磨罐中残留料较多,残留料会与下一批次混合后继续球磨,影响批次之间的一致性。

cn103833340a公开了一种nfc磁片用浆料,所述nfc磁片用浆料由铁氧体粉末和有机体系组成,以下步骤制备得到:将分散剂、有机溶剂和铁氧体粉末依次加入球磨罐中,进行依次球磨;然后依次加入增塑剂、粘结剂,进行二次球磨;选择性加入或不加入助剂,真空脱泡,得到所述nfc磁片用浆料。此方案存在着所得浆料的粒度分布不均,且存在着残料影响产品一致性的缺陷。

cn104073660a公开了一种流延成型制备金属软磁复合材料的方法,其主要步骤为:1)将钝化剂和溶剂按照钝化剂质量分数为0.1%-5%混合起来得到钝化液,将钝化液和磁性金属粉末按照质量比为0.01-1混合,搅拌,烘干,得到钝化粉;2)将钝化粉和有机溶剂,分散剂,粘结剂,增塑剂混合,搅拌均匀,并经过筛网过滤,除泡制备得到均匀弥散的浆料;3)流延成型;4)干燥,固化处理。此方案未经球磨,制备得到的浆料粒度分布范围宽。

cn104766686a公开了一种新型nfc磁片浆料及其制备方法,它由铁氧体粉末和水性体系组成,所述水性体系中含有水、表面处理剂、粘接剂和消泡剂;并由以下步骤制备得到:(1)将表面处理剂、铁氧体粉末和水放入球磨罐中,进行依次球磨;(2)在一次球磨后,加入消泡剂和粘接剂,进行二次球磨;(3)在二次球磨后取出浆料,进行真空脱泡,得到nfc磁片用浆料。此方案得到的浆料依然存在着研磨不均匀,所得浆料的粒度分布范围宽的问题。

上述文献虽然均提供了可用于流延的浆料的制备方法,但依然存在着制备得到的浆料的粒度分布范围宽、粒度大、球磨过程存在残料、生胚的固含量低,制备薄片型铁氧体材料的成品率低的问题;同时残料的存在会影响浆料粒度的一致性,因此开发一种可用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料的制备方法及其浆料是具有重要意义的。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种薄片型铁氧体材料的浆料及其制备方法和用途,本发明采用逐级球磨的方法,制备原料通过第一次球磨混料和通过式球磨后浆料的颗粒粒度d50为0.8-1.5μm,d99为2.5-5.5μm,浆料的粒度分布范围窄,且通过式球磨的采用避免了残料对成品率的影响,所得浆料用于流延制备薄片型铁氧体材料。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

第一方面,本发明提供了一种用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:

(1)将分散剂、溶剂和铁氧体粉料混合进行第一次球磨混料;

(2)将步骤(1)的产物采用通过式球磨进行第二次球磨;

(3)将步骤(2)的产物和助剂混合进行搅拌混浆;

(4)将步骤(3)得到的产物进行过滤和脱泡得到所述浆料。

薄片型铁氧体材料的厚度较薄(一般厚度≤1.5mm),通过流延方法制备薄片型铁氧体材料要求流延的浆料颗粒分布均匀,且颗粒粒径小,团聚情况少,本发明采用了逐级球磨的方式,将步骤(1)的第一次球磨混料和步骤(2)的通过式球磨结合后,利用第一次球磨将分散剂、溶剂和铁氧体粉料初步混合,利用通过式球磨细化浆料的粒度,实现所需的浆料粒度分布范围窄,浆料粒度小的目的。本发明所述浆料的制备方法得到的浆料粒度分布范围窄,能保证烧结过程收缩的一致性。同时,逐级球磨提高了铁氧体粉料在溶剂中的分散性,对粘结剂以及其他助剂的利用率大大提高,传统滚动式球磨机制浆粘结剂含量一般都在6.5%以上,本发明所述制备方法得到的浆料中粘结剂含量为2.5-6%,从而提高了生坯的固含量。

本发明所述浆料制备方法的步骤(2)中采用通过式球磨进行第二次球磨,能有效降低浆料颗粒的粒度,且所述通过式球磨为流动进料,能防止球磨机中残料的堆积,从而提高浆料粒度的一致性。

优选地,步骤(1)所述的铁氧体粉料的粒度为d50:2.0~10.0μm(示例性的包括2μm、4μm、6μm、8μm或10μm等),d99:20~60μm(示例性的包括20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm或60μm等),优选为d50:2.0~4.0μm,d99:25~45μm。

优选地,步骤(1)所述的第一次球磨混料的球料比为(3-8):1,例如3:1、4:1、5:1、6:1、7:1或8:1等,优选为5:1。

优选地,步骤(1)所述第一次球磨混料的磨球包括第一尺寸磨球和第二尺寸磨球,所述第一尺寸磨球的尺寸小于第二尺寸磨球。

优选地,步骤(1)所述第一尺寸磨球的直径为5-7mm,例如5mm、5.5mm、6mm、6.5mm或7mm等,优选为6.5mm。

优选地,步骤(1)所述第二尺寸磨球的直径为8-10mm,例如8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm等,优选为9mm。

优选地,步骤(1)所述第一尺寸磨球与第二尺寸磨球的数量比为(300-800):1,例如300:1、350:1、400:1、450:1、500:1、550:1、600:1、650:1、700:1、750:1或800:1等,优选为500:1。

优选地,步骤(1)所述第一次球磨混料的转速为60-240r/min,例如60r/min、80r/min、100r/min、140r/min、180r/min、220r/min或240r/min等。

优选地,步骤(1)所述第一次球磨混料的时间为30-120min,例如30min、60min、80min、100min或120min等。

优选地,步骤(1)得到的产物的颗粒粒度d50为1.5-3.2μm,例如1.5μm、1.8μm、2.1μm、2.4μm、2.7μm、2.9μm或3.2μm等,优选为1.8-2.4μm。

优选地,步骤(2)所述的通过式球磨的磨球为锆球。

优选地,步骤(2)所述通过式球磨的磨球的直径为0.2-10mm,例如0.2mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2.5mm、3.5mm、4mm、6mm、8mm或10mm等,优选为0.5-1.5mm。

优选地,步骤(2)所述通过式球磨的流量为10-100ml/s,例如10ml/s、20ml/s、30ml/s、40ml/s、50ml/s、60ml/s、70ml/s、80ml/s、90ml/s或100ml/s等。

优选地,步骤(2)得到的产物的颗粒粒度d50为0.8-1.5μm,例如0.8μm、1μm、1.2μm、1.3μm或1.5μm等,优选为d50为1-1.3μm。

优选地,步骤(2)得到的产物的颗粒粒度d99为2.5-5.5μm,例如2.5μm、2.8μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm或5.5μm等,d99为2.8-3.5μm。

优选地,步骤(3)所述的混浆的时间为3-10h,例如3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等。

优选地,步骤(3)所述助剂包括增塑剂和/或粘结剂。

优选地,步骤(4)得到的浆料在25℃的粘度为1800-5000mpa·s,例如1800mpa·s、2000mpa·s、2200mpa·s、2400mpa·s、2800mpa·s、3200mpa·s、3600mpa·s、3900mpa·s、4500mpa·s、4800mpa·s或5000mpa·s等,优选为2200-4500mpa·s。

作为本发明优选的技术方案,本发明所述用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料的制备方法包括以下步骤:

(1)将分散剂、溶剂和铁氧体粉末混合进行第一次球磨混料,所述的第一次球磨混料的球料比为(3-8):1,所述第一尺寸磨球的直径为5-7mm,所述第二尺寸磨球的直径为8-10mm,所述第一尺寸磨球与第二尺寸磨球的数量比为(300-800):1,所述第一次球磨混料的转速为60-240r/min,所述第一次球磨混料的时间为30-120min;

(2)将步骤(1)的产物采用通过式球磨进行第二次球磨,所述的通过式球磨的磨球为锆球,所述磨球的直径为0.5-1.5mm,所述通过式球磨的流量为10-100ml/s;

(3)将步骤(2)的产物、粘结剂和增塑剂混合进行搅拌混浆3-10h;

(4)将步骤(3)得到的产物进行过滤和脱泡得到所述浆料。

第二方面,本发明提供了一种用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料,所述浆料按重量百分比包括如下组分:

优选地,所述浆料采用第一方面所述的用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料的制备方法制备得到。

优选地,所述浆料的颗粒粒度d50为0.8-1.5μm,例如0.8μm、1μm、1.2μm、1.3μm或1.5μm等,优选为1-1.3μm。

优选地,所述浆料的颗粒粒度d99为2.5-5.5μm,例如2.5μm、2.8μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5.5μm等,优选为2.8-3.5μm。

本发明采用的浆料中铁氧体粉料的质量百分含量为65-78%,例如65%、68%、70%、72%、75%或78%等;分散剂的质量百分含量为0.25-0.5%,例如0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%或0.5%等;粘结剂的质量百分含量为2.5-6%,例如2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%或6%等;增塑剂的质量百分含量为1-5%,例如1%、2%、3%、4%或5%等;其余为溶剂;本发明采用上述浆料组分及含量能与所述用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料的制备方法相互配合得到粒度分布均匀,且粒度较小的浆料,从而提高制备薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率。

本发明所述用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料,由于采用上述“逐级球磨”的方法,相对于传统球磨方式,其更加细化了较高温度烧结之后的铁氧体粉料颗粒,并优化了粒度分布,其粘结剂含量远低于其他工艺制备的浆料;本发明所述浆料增大了粘结剂的溶解和铁氧体粉料的湿润能力,使得浆料具有优良的一致性和流平性,保证了流延厚度的稳定,减少了外观不良缺陷,提高了产品的性能和成品率。

优选地,所述铁氧体粉料包括镍铜锌铁氧体粉、锰锌铁氧体粉和镍锌铁氧体中的任意一种,优选为锰锌铁氧体粉。

优选地,所述锰锌铁氧体粉包括主成分和辅助成分;所述主成分中mn3o4的摩尔百分数为36-39mol%,fe2o3摩尔百分数为50.0-54.0mol%,余量为zno;以主成分的总质量为100%计,辅助成分以各自的氧化物计算,其质量分数分别为:

优选地,所述分散剂包括蓖麻油、鱼油和油酸中的任意一种或至少两种的混合物,例如蓖麻油和鱼油的混合物、蓖麻油和油酸的混合物、鱼油和油酸的混合物或蓖麻油、鱼油和油酸的混合物等。

优选地,所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛(polyvinylbutyral,pvb)。

优选地,所述增塑剂包括邻二甲酸二丁酯(dibutylphthalate,dbp)和/或二甲苯甲酸酯。

优选地,所述溶剂包括乙醇、二甲苯、正丙醇和乙酸乙酯中的任意一种或至少两种的混合物,例如乙醇和二甲苯的混合物、乙醇和正丙醇的混合物、乙醇和乙酸乙酯的混合物、二甲苯和正丙醇的混合物、二甲苯和乙酸乙酯的混合物或正丙醇和乙酸乙酯的混合物等。

优选地,所述溶剂为乙醇、二甲苯、正丙醇和乙酸乙酯中的任意两种的混合物,所述溶液的重量混合比为(1-3):1,例如1:1、1:1.5、1:2,1:2.5或1:3等,优选为1:1。

作为本发明优选的技术方案,本发明所述用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料,所述浆料按重量百分比包括如下组分:

优选地,所述溶剂为重量比为1:1的乙醇和二甲苯的混合物。

第三方面,本发明提供了一种薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法,所述制备方法采用如第二方面所述的浆料流延后烧结得到。

优选地,所述方法包括如下步骤:

(1)制备浆料;

(2)流延成型;

(3)烧结得到所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料。

优选地,步骤(1)所述制备浆料的方法采用如第一方面所述的用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料的制备方法。

本发明所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法采用如第一方面所述的用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料的制备方法;所得浆料的粒度分布范围窄,浆料所需的粘结剂的含量降低,从而提高了生胚的固含量,从而提高薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法的成品率。

优选地,步骤(2)所述流延成型的生坯的厚度为0.03-3mm,例如0.03mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1.2mm、1.5mm或3mm等,优选为0.05-1mm。

优选地,步骤(3)所述烧结包括升温阶段、保温阶段和降温阶段。

优选地,所述升温阶段的速率为1.5-3℃/min,例如1.5℃/min、1.7℃/min、1.9℃/min、2.1℃/min、2.3℃/min、2.5℃/min、2.7或3℃/min等。

优选地,所述保温阶段的温度为1150-1300℃,例如1150℃、1200℃、1250℃、1290℃或1300℃等,优选为1250-1290℃。

优选地,所述保温阶段的保温时间为2-5h,例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h等。

优选地,所述升温阶段在空气中进行。

优选地,所述保温阶段在平衡气氛下进行。

优选地,所述平衡气氛为氧含量0.5%~1%,例如0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%或1%等,其余为氮气。

优选地,所述降温阶段在氮气气氛中进行。

作为本发明优选的技术方案,本发明所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法,所述制备方法采用如第二方面所述的浆料流延后烧结得到。

优选地,所述方法包括如下步骤:

(1)采用如第一方面所述的用于流延制备薄片型铁氧体材料的浆料的制备方法制备浆料;

(2)流延成型得到厚度为0.03-3mm的生坯;

(3)在1250-1290℃温度下烧结2-5h;得到所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料。

第四方面,本发明提供了如第三方面所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法制备得到的薄片型锰锌软磁铁氧体材料,所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料的厚度为0.03-1.5mm,例如0.03mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、1mm、1.2mm或1.5mm等。

优选地,所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料的任意5mm×5mm的方形区域内的厚度偏差≤5μm。

所述厚度偏差的测试方法为在薄片型锰锌软磁铁氧体材料上任选5mm×5mm的方形区域,在每个方形区域内随机选取10个点,测试其厚度并对上述测试结果进行方差计算得到厚度偏差。

第五方面,本发明提供了一种如第四方面所述的薄片型锰锌软磁铁氧体材料的用途,所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料用作隔磁片。

优选地,所述隔磁片用于nfc设备和无线充电设备。

相对于现有技术,本发明至少具有以下有益效果:

(1)本发明所述浆料的制备方法采用逐级球磨使得制备得到的浆料的粒度分布范围d50为0.8-1.5μm,d99为2.5-5.5μm,粒度分布范围窄,所需的粘结剂含量少,从而提高了生胚的固含量,使得所得薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率≥78%;

(2)本发明所述浆料的制备方法采用第一次球磨混料与第二次球磨相结合的方式解决了单一球磨罐球磨存在的残料积累的问题,从而获得颗粒粒度分布范围更窄的浆料。

(3)本发明所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法制备得到的薄片型锰锌软磁铁氧体材料的厚度为0.03-1.5mm,相对于单一球磨罐球磨所得浆料制备的薄片型锰锌软磁铁氧体材料,其表面光滑度也明显提高,任意5mm×5mm的方形区域内的厚度偏差≤5μm,能满足作为隔磁片的需求。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

实施例选取无线充电用锰锌铁氧体粉料,制备尺寸为100×100mm,厚度为0.03-1.0mm的薄片型锰锌软磁铁氧体材料。

实施例1

薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法如下:

(1)浆料制备

本实施例以锰锌铁氧体粉料作为铁氧体粉料,以重量比为1:1的乙醇和二甲苯混合溶液作为溶剂,蓖麻油作为分散剂,聚乙烯缩丁醛为粘结剂,邻二甲酸二丁酯为增塑剂;以浆料的质量百分含量为100%计,锰锌铁氧体粉料的质量百分含量为71.5%、分散剂的质量百分含量为0.5%、粘结剂的质量百分含量为2.8%、增塑剂的质量百分含量为1.2%,溶剂的质量百分含量为24%。

浆料的制备包括以下步骤:

(a)将分散剂、溶剂和铁氧体粉料加入球磨机进行第一次球磨混料;采用第一尺寸磨球的磨球直径为6.5mm,第二尺寸磨球的磨球直径为9mm,第一尺寸磨球与第二尺寸磨球的数量比为500:1;球磨时间为0.5h,球磨转速为65r/min,球料比为3.7:1;

(b)将步骤(a)的产物采用通过式球磨进行第二次球磨,采用磨球直径为1-2mm,球磨机流量为30ml/s;

(c)将步骤(b)的产物、粘结剂和增塑剂混合进行搅拌混浆,混浆时间为5h;

(d)将步骤(c)得到的产物进行过滤和脱泡得到所述浆料。

(2)流延成型与烧结

将制备好的浆料在流延机上进行流延成型,制备成厚度为0.5mm的生坯,裁成一定大小后,叠层,进行烧结得到所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料,烧结分为升温阶段、保温阶段和降温阶段,升温速率为2℃/min,保温温度1250℃,时间2h,自然降温,所述烧结在氧含量0.5%~1%(其余为氮气)的气氛下进行。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于:将步骤(1)的溶剂替换为等重量的重量比为1:1的正丙醇和二甲苯混合溶液;步骤(a)球料比替换为4.4:1;步骤(b)的磨球直径替换为3-5mm。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于:将步骤(1)的溶剂替换为等重量的重量比为1:1的乙醇和乙酸乙酯的混合溶液;以浆料的质量百分含量为100%计,锰锌铁氧体粉料的质量百分含量为69%、分散剂的质量百分含量为0.3%、粘结剂的质量百分含量为2.5%、增塑剂的质量百分含量为1%,溶剂的质量百分含量为27.2%;步骤(a)球料比替换为7.1:1;步骤(b)的磨球直径替换为5-8mm;球磨机流量替换为20ml/s。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于:将步骤(1)的溶剂替换为等重量的重量比为1:1的正丙醇和乙酸乙酯混合溶液;以浆料的质量百分含量为100%计,锰锌铁氧体粉料的质量百分含量为72%、分散剂的质量百分含量为0.4%、粘结剂的质量百分含量为2.5%、增塑剂的质量百分含量为1.1%,溶剂的质量百分含量为24%;步骤(a)球料比替换为7.5:1;步骤(b)的磨球直径替换为0.5-2mm。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于:将步骤(1)的溶剂替换为等重量的重量比为1:1的正丙醇和二甲苯混合溶液;步骤(a)球料比替换为7.4:1;步骤(b)的磨球直径替换为8-10mm;球磨机流量替换为20ml/s。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例6

薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法如下:

(1)浆料制备

本实施例以锰锌铁氧体粉料作为铁氧体粉料,以质量比为3:1的乙醇和二甲苯混合溶液作为溶剂,鱼油作为分散剂,聚乙烯缩丁醛为粘结剂,二甲苯甲酸酯为增塑剂;以浆料的质量百分含量为100%计,锰锌铁氧体粉料的质量百分含量为78%、分散剂的质量百分含量为0.25%、粘结剂的质量百分含量为6%、增塑剂的质量百分含量为1%,溶剂的质量百分含量为14.75%。

浆料的制备包括以下步骤:

(a)将分散剂、溶剂、铁氧体粉料加入球磨机进行第一次球磨混料;采用第一尺寸磨球的磨球直径为5mm,第二尺寸磨球的磨球直径为10mm,第一尺寸磨球与第二尺寸磨球的数量比为300:1;球磨时间为1.5h,球磨转速为200r/min,球料比为5:1;

(b)将步骤(a)的产物采用通过式球磨进行第二次球磨,采用磨球直径为9-10mm,球磨机流量为100ml/s;

(c)将步骤(b)的产物、粘结剂和增塑剂混合进行搅拌混浆,混浆时间为10h;

(d)将步骤(c)得到的产物进行过滤和脱泡得到所述浆料。

(2)流延成型与烧结

将制备好的浆料在流延机上进行流延成型,制备成厚度为0.5mm的生坯,裁成一定大小后叠层后进行烧结得到所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料,烧结分为升温阶段、保温阶段和降温阶段,升温速率为3℃/min,保温温度1290℃,时间5h,自然降温,所述升温和所述烧结均在氧含量为0.5%~1%(其余为氮气)的气氛下进行。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例7

薄片型锰锌软磁铁氧体材料的制备方法如下:

(1)浆料制备

本实施例以锰锌铁氧体粉料作为铁氧体粉料,以质量比为1:3的乙醇和二甲苯混合溶液作为溶剂,油酸作为分散剂,聚乙烯缩丁醛为粘结剂,重量比为1:1的邻二甲酸二丁酯和二甲苯甲酸酯的混合酯为增塑剂;以浆料的质量百分含量为100%计,锰锌铁氧体粉料的质量百分含量为65%、分散剂的质量百分含量为0.5%、粘结剂的质量百分含量为2.5%、增塑剂的质量百分含量为5%,溶剂的质量百分含量为27%。

浆料的制备包括以下步骤:

(a)将分散剂、溶剂、铁氧体粉料加入球磨机进行第一次球磨混料;采用第一尺寸磨球的磨球直径为7mm,第二尺寸磨球的磨球直径为8mm,第一尺寸磨球与第二尺寸磨球的数量比为800:1;球磨时间为0.5h,球磨转速为60r/min,球料比为3.5:1;

(b)将步骤(a)的产物采用通过式球磨进行第二次球磨,采用磨球直径为1-2mm,球磨机流量为10ml/s;

(c)将步骤(b)的产物、粘结剂和增塑剂混合进行搅拌混浆,混浆时间为3h;

(d)将步骤(c)得到的产物进行过滤和脱泡得到所述浆料。

(2)流延成型与烧结

将制备好的浆料在流延机上进行流延成型,制备成厚度为0.5mm的生坯,裁成一定大小后叠层后进行烧结得到所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料,烧结分为升温阶段、保温阶段和降温阶段,升温速率为3℃/min,保温温度1150℃,时间5h,自然降温,所述升温和所述烧结均在氧含量0.5%~1%(其余为氮气)的气氛下进行。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例8

本实施例与实施例1的区别在于:将锰锌铁氧体粉料替换为等重量的镍铜锌铁氧体粉料。

所述镍铜锌铁氧体粉料的成分为fe2o3的摩尔百分含量为48mol%,cuo的摩尔百分含量为11mol%,zno的摩尔百分含量为23mol%,ni的摩尔百分含量为18mol%。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度如表1所示。

实施例9

本实施例与实施例1的区别在于:将锰锌铁氧体粉料替换为等重量的镍锌铁氧体粉料,其他条件与实施例1完全相同。

所述镍铜锌铁氧体粉料的成分为fe2o3的摩尔百分含量为56mol%,zno的摩尔百分含量为25mol%,ni的摩尔百分含量为19mol%。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度如表1所示。

实施例10

本实施例与实施例1的区别在于:步骤(a)中的第一次球磨混料的磨球替换为等数量的单一尺寸磨球,磨球的直径为6.5mm。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例11

本实施例与实施例1的区别在于:步骤(a)中的第一次球磨混料的磨球替换为等数量的单一尺寸磨球,磨球的直径为9mm。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例12

本实施例与实施例1的区别在于:将步骤(b)中的球磨机的流量由30ml/s替换为100ml/s。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例13

本实施例与实施例1的区别在于:将步骤(b)中的球磨机的流量由30ml/s替换为10ml/s。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例14

本实施例与实施例1的区别在于:将步骤(b)中的球磨机的流量由30ml/s替换为5ml/s。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

实施例15

本实施例与实施例1的区别在于:将步骤(b)中的球磨机的流量由30ml/s替换为120ml/s。

本实施例第一次球磨混料后的产物的粒度大小、制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于:将步骤(a)中的球磨时间替换为4h,球磨转速替换为50r/min;其他条件与实施例1的步骤(a)完全相同;不进行步骤(b)和步骤(c),经步骤(a)后0.5h在球磨罐中加入粘结剂和增塑剂再次球磨后进行步骤(d)得到所述浆料,所述再次球磨的时间为18h,再次球磨的转速为50r/min。

本对比例制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

对比例2

本对标例与实施例1的区别在于:将溶剂替换为等重量的重量比为1:1的乙醇和正丙醇混合溶液,以浆料的质量百分含量为100%计,锰锌铁氧体粉料的质量百分含量为72%、分散剂的质量百分含量为0.6%、粘结剂的质量百分含量为2.2%、增塑剂的质量百分含量为1.1%,溶剂的质量百分含量为24.1%;将步骤(a)中的球磨时间替换为4h,球磨转速替换为50r/min;不进行步骤(b)和步骤(c),经步骤(a)后0.5h在球磨罐中加入粘结剂和增塑剂再次球磨后进行步骤(d)得到所述浆料,所述再次球磨球磨时间18h,再次球磨的转速为50r/min。

本对比例制得的浆料的粒度大小及薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率、复数磁导率与厚度如表1所示。

对实施例1-15和对比例1-2所得薄片型锰锌软磁铁氧体材料的性能测试方法:

(a)第一次球磨混料后的产物的粒度测试,采用激光粒度仪进行粒度测试;

(b)浆料的粒度测试:浆料的粒度测试方法与第一次球磨混料后的产物的粒度测试方法相同;

(c)成品率测试:筛选步骤(2)得到的薄片型锰锌软磁铁氧体材料中的外观合格品(所述合格品指外观无变形、翘曲和凹凸点的缺陷特征的产品)后称重;烧成总重为烧结后合格品的总重量;按照重量统计流延和烧结的成品率,即成品率=烧成总重/铁氧体粉料的重量;

(d)磁导率测试:将得到的薄片型锰锌软磁铁氧体材料的两面覆膜之后,利用模具冲切出19.9mm×8.8mm的样环进行磁导率的测试,测试条件为频率200khz,温度25℃;

(e)薄片型锰锌软磁铁氧体材料厚度的测试:在薄片型锰锌软磁铁氧体材料上任选25个点测试其厚度,取平均值得到所述薄片型锰锌软磁铁氧体材料厚度。

重复实施例1-15和对比例1-2的方法各100次,按照重量统计流延成型和烧结的成品率,即成品率=烧成总重/铁氧体粉料的重量,统计每组实施例成品率的平均值和复数磁导率平均值,结果如表1所示:

表1

由表1可以看出,实施例1-15得到的薄片型锰锌软磁铁氧体材料的磁导率μ′和成品率都要高于对比例1-2,实施例1-15得到的薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率≥78%,而对比例1-2的成品率≤68%,从而说明采用分级球磨的制浆工艺可以明显提高制备薄片型锰锌软磁铁氧体材料的成品率,实施例1-15得到的薄片型锰锌软磁铁氧体材料的磁导率μ′≥742.31,而对比例1-2的磁导率μ′≤637.52,从而说明采用分级球磨的制浆工艺可以明显提高了制备得到的薄片型锰锌软磁铁氧体材料的磁导率μ′;对比实施例1、实施例10-11可以看出,第一次球磨混料采用两种尺寸的磨球优于仅采用一种尺寸的磨球;结合实施例1、12-15可以看出第二次球磨的球磨机流量>100ml/s或<10ml/s时,所得浆料的粒度分布较宽,成品率降低。

申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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