一种NiZnCu铁氧体材料及其制备方法
【专利摘要】本发明属于电子材料领域，涉及到一种NiZnCu铁氧体材料及其制备方法。该NiZnCu铁氧体材料其配方为NixZnyCu1?x?yFe2?aO3?3a/2，0.24≤x≤0.25,0.58≤y≤0.61,0.02≤a≤0.03，其原料主成份为NiO、ZnO、CuO和Fe2O3，无掺杂；在1MHz处，磁环复变磁导率的实部μ′为1300～1400，虚部μ″为150～160,初始磁导率μi为1500～1750，截止频率Fr为2.9～4.15MHz。本发明提供的NiZnCu铁氧体材料，磁导率高，损耗低，可应用于无线充电的隔磁片，配方无掺杂。
【专利说明】
一种N i ZnCu铁氧体材料及其制备方法
技术领域
[000? ]本发明属于电子材料领域，具体涉及到一种用于无线充电的NiZnCu铁氧体材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着电子信息产业的快速发展，各类电子产品日新月异，电子产品功能趋于多样化，然而大部分电子产品的充电装置互不兼容，电源线杂乱、不易携带且存在安全隐患等，故人们对电子产品的安全性及便捷性的要求越来越高。在这种大环境下，非谐振感应式无线充电装置系统凭借其兼容性较好，携带方便，安全性高等优势脱颖而出。然而无线充电相比较于有线充电，虽然具有兼容性好，携带方便，安全性高等特点，但其存在着比较大的不足在于其充电效率远低于有线充电。
[0003]存在上述问题的原因是无线充电技术的原理是电磁感应，其发射端线圈和接受端线圈是分离的且线圈处于金属环境中，故两耦合线圈间的空隙较大，导致线圈耦合不紧密，存在较大的漏感，两线圈间的磁通密度变化被大大削弱，进而影响了能量传输效率。为了解决上述存在的问题，研究人员选择在无线充电装置系统的接受端线圈与金属片间加入磁性材料隔磁片，要求隔磁片的具有高磁导率、低损耗，即隔磁片复变磁导率的实部大，虚部小。目前，市场上用的磁性材料隔磁片大部分都是NiZnCu铁氧体隔磁片。在无线充电中用的较普遍的NiZnCu铁氧体材料是Fair Rite公司的Material44，但其磁性能在10KHz?200KHz间，铁氧体磁片实部也只能达到500，虚部10左右。所以就目前无线充电发展来看，提高其接收端隔磁片的磁导率实部，降低虚部仍是有待解决的问题，同样NiZnCu铁氧体材料的可重复性也是有待解决的冋题。
【发明内容】
[0004]针对上述存在问题或不足，本发明提供了一种NiZnCu铁氧体材料及其制备方法，该NiZnCu铁氧体材料磁导率高，损耗低，应用于低频无线充电的NiZnCu铁氧体隔磁片。
[0005]本发明的技术方案具体如下:
[0006]—种NiZnCu铁氧体材料，配方为NixZnyCu1-x—yFe2-a03—3a/2,0.24 < x < 0.25,0.58 < y<0.61,0.02<a<0.03,其原料主成份为 N1、ZnO、CuO 和 Fe2O3，无掺杂；
[0007]在IMHz处，磁环复变磁导率的实部μ'为1300?1400，虚部μ〃为150?160，初始磁导率μ?为1500?1750，截止频率Fr为2.9?4.15MHz。
[0008]原料主成份纯度为N1 > 99.45wt% ,ZnO > 98wt% ,CuO > 98.45wt % , Fe2O3 >99.4wt%。
[0009 ]上述N i ZnCu铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤:
[0010]步骤1、按照NixZnyCu1-X—yFe2-a03—3a/2称量原料N1，ZnO，CuO，和Fe2O3备用，O K x< 0.25，0.58<y <0.61，0.02<a< 0.03。原料纯度为 N1 > 99.45wt%，Zn0 >98wt%，Cu0 >98.45wt%，Fe2〇3 > 99.4wt%。
[0011]步骤2、将步骤I称量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水质量比1:3:1，向球磨罐中加入直径6.4mm?6.5mm的小钢球和去离子水，将球磨罐放入球磨机固定，以转速为200?250rad/min，球磨2?3h后，制得楽料。
[0012]步骤3、将步骤2球磨所得浆料放在烘箱中烘干后制得粉料，烘箱温度设置为90°C?100。。。
[0013]步骤4、将步骤3所得粉料放置于高温烧结炉进行预烧，温度设置为850°C，升温曲线为2?4°C/min，保温3?5h后自然冷却。
[0014]步骤5、将步骤4预烧所得粉料放置于球磨罐，按照步骤2进行操作，球磨时间为3?4h0
[0015]步骤6、将步骤5球磨所得的浆料按照步骤3进行操作。
[00? 6] 步骤7、向步骤6所得的粉料中加入7wt %?8wt %的聚乙稀醇PCV，混合均勾进行造粒，把造粒好的粉料压制成环型，厚度3mm?4mm，内径7mm?8mm，外径15mm?16mm。压环压力为8?9MPa;保压时间为3?5s。
[0017]步骤8、将步骤7压制好的环型铁氧体材料置于高温烧结炉中进行烧结。烧结温度为1000°C，升温曲线为2?5°C/min，保温3?5h后自然冷却，即得到最终的NiZnCu铁氧体材料。
[0018]综上所述，本发明提供的NiZnCu铁氧体材料，截止频率Fr为2.9?4.15MHz，磁导率高，损耗低，可应用于无线充电的隔磁片;其配方无掺杂。
【附图说明】
[0019]图1为实施例1制备NiZnCu铁氧体的XRD图谱；
[0020]图2为实施例1制备NiZnCu铁氧体的频谱图。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]步骤1、按照N1.24Zn0.SoCutL16Fe1.97θ3.955，称量原料N1，99.45wt% ；Zn0,98wt% ；CuO，98.45wt% ;Fe2〇3，99.4wt%。
[0023]步骤2、将步骤I中称量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水质量比为1:3:1的关系向球磨罐中加入直径6.4mm小钢球和去离子水，将球磨罐放入球磨机固定，以转速为250rad/min 球磨 2.5h。
[0024]步骤3、将步骤2球磨所得的浆料放在烘箱中烘干，烘箱温度设置为90°C。
[0025]步骤4、将步骤3所得的粉料放置于高温烧结炉进行预烧，温度设置为850°C，升温曲线为2°C/min，保温3h后自然冷却。
[0026]步骤5、将步骤4预烧所得的粉料放置于球磨罐，按照步骤2进行操作，但球磨时间改为3h。
[0027]步骤6、将步骤5球磨所得的浆料按照步骤3进行操作。
[0028]步骤7、向步骤6所得的粉料中加入7wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾进行造粒，把造粒好的粉料压制成环型，环厚3.5mm，内径8mm，外径16_。压环压力9MPa;保压时间，5s。
[0029]步骤8、将步骤7压制好的环型铁氧体材料置于高温烧结炉中进行烧结。烧结温度为1000°C，升温曲线为2°C/min，保温3h后自然冷却，即可得到本发明的NiZnCu铁氧体材料。
[0030]实施例1制备磁环特征在于:在IMHz处，磁环复变磁导率的实部V为1369，虚部μ〃为154，初始磁导率μ?为1722，截止频率Fr为3.47MHz。
[0031]实施例2
[0032]步骤1、按照N1.^ZntL 595CutL16Fe1.97θ3.955，称量原料N1，99.45wt% ；Zn0,98wt% ；CuO,98.45wt%;Fe2〇3,99.4wt%。
[0033]步骤2、将步骤I中称量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水质量比为1:3:1的关系向球磨罐中加入直径6.4mm小钢球和去离子水，将球磨罐放入球磨机固定，以转速为250rad/min 球磨 2.5h。
[0034]步骤3、将步骤2球磨所得的浆料放在烘箱中烘干，烘箱温度设置为100°C。
[0035]步骤4、将步骤3所得的粉料放置于高温烧结炉进行预烧，温度设置为850°C，升温曲线为2°C/min，保温3h后自然冷却。
[0036]步骤5、将步骤4预烧所得的粉料放置于球磨罐，按照步骤2进行操作，但球磨时间改为3h。
[0037]步骤6、将步骤5球磨所得的浆料按照步骤3进行操作。
[0038]步骤7、向步骤6所得的粉料中加入8wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾进行造粒，把造粒好的粉料压制成环型，环厚3.5mm，内径8mm，外径16_。压环压力8MPa;保压时间，5s。
[0039]步骤8、将步骤7压制好的环型铁氧体材料置于高温烧结炉中进行烧结。烧结温度为1000°C，升温曲线为3°C/min，保温3h后自然冷却，即可得到本发明的NiZnCu铁氧体材料。
[0040]实施例2制备磁环特征在于:在IMHz处，磁环复变磁导率的实部V为1300，虚部μ〃为150，初始磁导率μ?为1695，截止频率Fr为4.15MHz。
【主权项】
1.一种NiZnCu铁氧体材料，其特征在于:配方为NixZnyCui—X—yFe2-a03-3a/2,0.24 < x <.0.25，0.58 < y < 0.61，0.02 < a < 0.03，其原料主成份为N1、ZnO、CuO和Fe2O3，无掺杂； 在IMHz处，磁环复变磁导率的实部μ'为1300?1400，虚部μ〃为150?160，初始磁导率μ?为1500?1750，截止频率Fr为2.9?4.15MHz。2.如权利要求1所述NiZnCu铁氧体材料，其特征在于:原料主成份纯度为N1>99.45wt % ,Zn0> 98wt % ,Cu0> 98.45wt %，Fe2O3 2 99.4wt %。3.如权利要求1所述Ni ZnCu铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤: 步骤 1、按照 NixZnyCu1-x—yFe2—a03—3a/2 称量原料 N1，ZnO，CuO，和 Fe2O3 备用,0.24<x<.0.25,0.58 <y <0.61,0.02<a < 0.03;纯度为 N1 > 99.45wt% ,ZnO > 98wt% ,Cu0>.98.45wt %，Fe2〇3 > 99.4wt % ; 步骤2、将步骤I称量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水质量比1:3:1，向球磨罐中加入直径6.4mm?6.5mm的小钢球和去离子水，将球磨罐放入球磨机固定，以转速为200?.250rad/min，球磨2?3h后，制得楽料； 步骤3、将步骤2球磨所得浆料放在烘箱中烘干后制得粉料，烘箱温度设置为90°C?100°C； 步骤4、将步骤3所得粉料放置于高温烧结炉进行预烧，温度设置为850°C，升温曲线为2?4°C/min，保温3?5h后自然冷却； 步骤5、将步骤4预烧所得粉料放置于球磨罐，按照步骤2进行操作，球磨时间为3?4h; 步骤6、将步骤5球磨所得的浆料按照步骤3进行操作； 步骤7、向步骤6所得的粉料中加入7wt%?8wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾进行造粒，把造粒好的粉料压制成环型，厚度3mm?4mm，内径7mm?8mm，外径15mm?16mm，压环压力为8?9MPa，保压时间为3?5s; 步骤8、将步骤7压制好的环型铁氧体材料置于高温烧结炉中进行烧结，烧结温度为.1000 °C，升温曲线为2?5°C/min，保温3?5h后自然冷却，即得到最终的NiZnCu铁氧体材料。
【文档编号】C04B35/622GK105837195SQ201610176849
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】梁迪飞, 董从根, 李维佳, 陈志科, 谢建良, 邓龙江
【申请人】电子科技大学