专利名称：一种软磁铁氧体材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁性材料技术领域，具体地，本发明涉及一种软磁铁氧体材料。
背景技术：
软磁铁氧体材料是以Fe2O3为主成分、具有软磁特性的铁氧体，其特征是容易磁化和退磁。软磁铁氧体材料是一种用途广、产量大、成本低的基础材料，是电子、机电工业重要的支柱产品之一，它的推广应用直接影响到电子信息、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展，也是衡量一个国家经济发达程度的标志之一。软磁铁氧体材料的实用化，至今已半个世纪，由于它具有高磁导率、高电阻率、低损耗、良好的高频特性及陶瓷的耐磨性，因而在电视机的电子束偏转线圈、回扫变压器、收音机扼流圈、中周变压器、电感器、开关电源、通讯设备、滤波器、计算机、电子镇流器、LED等绿色照明、太阳能及风能等新能源、汽车
电子、物联网等领域得到广泛应用；随着电子技术日益广泛的应用，特别是数字电路和开关电源应用的普及，电磁干扰(EMI)问题日益重要，世界各国对电子仪器及测量设备抗电磁干扰性能提出的标准越来越高。因此，以软磁铁氧体为基础的EMI磁性元件发展迅速，产品种类繁多，如电磁干扰抑制器、电波吸收材料、倍频器、调制器等，己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。但是现有软磁铁氧体材料存在的诸多缺点低频、低饱和磁通密度和高磁损耗，限制了电子器件小型化、轻型的发展。CN 102194561A公开了一种软磁铁氧体材料及其制备方法，组分及摩尔配比为52 55mol 的 Fe203、39 42mol 的 Mn304、5 8mol 的 Ζη0、0· Γθ. 6mol 的添加剂 1、0· Γθ. 2mol 的添加剂2、0. 006^0. 06mol的Zr02。所述添加剂I为Sn02、CaCO3> V2O5中的一种或多种。所述添加剂2为Nb205、K2CO3> CaCO3> Ta2O5, SnO2, V2O5中的两种或多种。CN 1627454A公开了一种低损耗软磁锰锌铁氧体，主成分是换算为52. 7 53. 6mol%的Fe2O3,8. 5 11. 8mol%的ZnO,其余为MnO ;在主成分中添加100(T8000ppm的SnO2,50(T2000ppm的CaC03、300 1500ppm的V2O5中的至少一种。主成分和添加剂混合预烧后，在细粉碎时再进行二次掺杂，掺入的添加剂为Nb205、K20、CaC03、Ta205、Sn02、V205中的至少二种，总的加入量介于800 1200ppm之间。但是现有软磁铁氧体材料导磁率和磁芯损耗不能满足实际需要，迫切需要进一步改善。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种软磁铁氧体材料。所述软磁铁氧体材料包括主成分和添加剂，其中，主成分按照摩尔百分比包括50 56mol%的氧化铁(Fe203)、32 40mol%的氧化锰(MnO)和6 15mol%的氧化锌(ZnO);添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计包括10 IOOppm的氧化娃(Si02)、150 600ppm的氧化隹丐(CaO)、150 500ppm 的氧化银(Nb2O5)、150 700ppm 的氧化钻(Co2O3)和 150 400ppm的氧化钒(V2O5)。所述Fe2O3 的含量可以为 50. Imo 1%,50. 2mol%、50. 3mol%、51mol%、51. 4mol%、51. 6mol%、52mol%、52. 5mol%、52. 7mol%、53mol%、53. 2mol%、53. 4mol%、54mol%、54. 4mol%、54. 5mol%、55mol%、55. 5mol%、55. 8mol%、55. 9mol% 等。
所述MnO 的含量可以为 32. lmol%、32. 2mol%、33mol%、33. 5mol%、33. 8mol%、33. 9mol%、34. lmol%、34. 5mol%、35mol%、35. lmol%、35. 3mol%、35. 7mol%、35. 9mol%、36mol%、36. 9mol%、37. lmol%、38mol%、39mol%、39. 5mol%、39. 8mol%、39. 9mol% 等。所述ZnO 的含量可以为 6. lmol%、6. 2mol%、6. 5mol%、7mol%、7. 5mol%、7. 9mol%、8. lmol%、8.5mol%、9mol%、9. 5mol%、10mol%、10. 4mol%、10. 6mol%、llmol%、11. 2mol%、11. 4mol%、12mol%、12. 5mol%、12. 9mol%、13. lmol%、14mol%、14. 5mol%、14. 8mol%、14. 9mol%
坐寸ο所述SiO2 的含量可以为 10. lppm、10. 2ppm、10. 5ppm、llppm、12ppm、14ppm、16ppm、18ppm、19ppm、21ppm、25ppm、30ppm、50ppm、70ppm、75ppm、79ppm、81ppm、85ppm、89ppm、91ppm、95ppm、98ppm、99ppm 等。所述CaO 的含量可以为 150. lppm、150. 2ppm、150. 5ppm、151ppm、152ppm、155ppm、160ppm、170ppm、175ppm、179ppm、181ppm、185ppm、190ppm、195ppm、199ppm、201ppm、205ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm、490ppm、499ppm、501ppm、510ppm、540ppm、549ppm、55lppm、560ppm、590ppm、595ppm、598ppm、599ppm 等 0所述Nb2O5 的含量可以为 151ppm、152ppm、155ppm、160ppm、170ppm、175ppm、179ppm、18lppm、185ppm、190ppm、199ppm、201ppm、210ppm、250ppm、300ppm、350ppm、399ppm、401ppm、410ppm、440ppm、460ppm、490ppm、495ppm、498ppm、499ppm 等。所述Co2O3 的含量可以为 151ppm、152ppm、160ppm、170ppm、179ppm、181ppm、190ppm、199ppm、201ppm、210ppm、250ppm、300ppm、400ppm、500ppm、590ppm、591ppm、601ppm、610ppm、640ppm、660ppm、690ppm、698ppm、699ppm 等。所述V2O5 的含量可以为 151ppm、152ppm、160ppm、179ppm、181ppm、190ppm、199ppm、201ppm、210ppm、250ppm、290ppm、310ppm、340ppm、349ppm、351ppm、360ppm、390ppm、395ppm、398ppm、399ppm 等。优选地，所述软磁铁氧体材料包括主成分和添加剂，其中，主成分按照摩尔百分比包括51. 5 54. 5mol%的Fe203、34 37mol%的MnO和8 13mol%的ZnO ;添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计包括15 90ppm的Si02、180 550ppm的CaO、180 450ppm 的 Nb2O5'180 650ppm 的 Co2O3 和 180 350ppm 的 V2O50优选地，所述软磁铁氧体材料包括主成分和添加剂，其中，主成分按照摩尔百分比包括52. 6 53. 3mol% 的 Fe203、35. 2 35. 8mol% 的 MnO 和 10. 5 11. 3mol% 的 ZnO ;添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计包括20 80ppm的Si02、200 500ppm的Ca0、200 400ppm 的 Nb2O5 Λ 200 600ppm 的 Co2O3 和 200 300ppm 的 V2O50特别优选，所述软磁铁氧体材料由主成分和添加剂组成，其中，主成分按照摩尔百分比由 52. 6 53. 3mol% 的 Fe203、35. 2 35. 8mol% 的MnO和 10. 5 11. 3mol% 的 ZnO组成；添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计由20 80ppm的Si02、200 500ppm的Ca0、200 400ppm 的 Nb205、200 600ppm 的 Co2O3 和 200 300ppm 的 V2O5 组成。
本发明所述软磁铁氧体材料还可以包括其它组分，例如金属氧化物、金属碳酸盐、稀土金属氧化物、稀土金属碳酸盐等，所属领域技术人员可根据需要选择。本发明所述软磁铁氧体材料可采用常规方法制备，例如先对从合格分供方购入的配方组成材料进行检测，合格后，按配方比例将组成材料混合后，经过振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后，完成了软磁铁氧体材料的粉体制备,通过对粉体的试压、试烧和检测,完成对材料性能合格与否的判定。本发明的目的之一还在于提供一种所述软磁铁氧体材料的用途。所述软磁铁氧体材料可用于制备铁氧体磁芯。使用本发明所述软磁铁氧体材料制造铁氧体磁芯的方法为现有技术，例如可采用的主要工艺流程为成型、烧结、研磨、清洁、分测、包装。所属领域技术人员也可采用其它方法使用本发明所述软磁铁氧体材料制造铁氧体磁芯。
在本发明中，所述主成分(即Fe203、Mn0和ZnO)中每种组分的摩尔百分比为它们中的每种组分占主成分总摩尔量的百分比,例如Fe2O3的量为52mol%，指Fe2O3的摩尔量占主成分的各组分总摩尔量的百分比为52%。本发明所述添加剂(即单位为ppm的SiO2、CaO、Nb2O5、Co2O3、V2O5)中每种组分的浓度为各组分占软磁铁氧体材料的总质量的质量浓度，例如SiO2的添加量为20ppm，指SiO2的
20
质量占软磁铁氧体材料总质量的百分比为_____—— χ100%ο
1000000本发明所述软磁铁氧体材料采用常规原材料，成本较低，并且具有较高的导磁率和较低的磁芯损耗。
具体实施例方式为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。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I本实施例通过振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的软磁铁氧体材料Fe Oi50ε
JL !(BIf / 'w 4aei %β
MnO40g
/"OIOg
SiO20.00105g
CaOO.OISIg Nb2O50.05g
Co2O30.07g
V2O50.0151go将上述颗粒粉料压制成φ31X19x7 (目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环在功率气氛炉中烧结。对样环进行测试，测试结果见表I。实施例2本实施例通过振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的软磁铁氧体材料
Fe2O356$
MnO32g
ZnOI2g
SiO2O.Olg CaO0.06g
Nb2O5O.OISIg
Co.O,O.OI5ig
V0i0.04go将上述颗粒粉料压制成φ31X19x7 (目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环在功率气氛炉中烧结。对样环进行测试，测试结果见表I。实施例3本实施例通过振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的软磁铁氧体材料Fe2O353g
MnO32g
ZnO15g
SiO20.00
CaO0.018g
Nb2O50.045g
Co2O30.065g
V2O50.018go 将上述颗粒粉料压制成φ31X 19χ7(目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环在功率气氛炉中烧结。对样环进行测试，测试结果见表I。实施例4本实施例通过振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的软磁铁氧体材料
Fe2O355g
MnO.ν)μ
ZnO6g SiO20.0015g
CaO0.055g
Nb2O50.018g
_2]Co2O^0.01 Sg
V2O50.035g,将上述颗粒粉料压制成φ31χ19χ7(目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环在功率气氛炉中烧结。对样环进行测试，测试结果见表I。实施例5本实施例通过振磨、轧片、预烧、粗粉碎、二次粉碎、制浆、配方分析与调整、喷雾造粒后生成由以下组分组成的软磁铁氧体材料Fe2O352.6g
MnO35.2g
ZnO12.2g
SiO20.008g
CaO0.02g
Nb2O50.04g
Co2O30.06g
V2O50.02go将上述颗粒粉料压制成φ31X 19χ7(目前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准
样环在功率气氛炉中烧结。对样环进行测试，测试结果见表I。对比例I以CN 102194561Α公开的软磁铁氧体材料为对比例I。将其压制成φ3 l><I9x7(g
前行业内通用的材料性能测试圆环)的标准样环在功率气氛炉中烧结。对样环进行测试，测
试结果见表I。对比例2-3分别以天长市中德电子有限公司生产的ZP40和ZP3K为对比例2和对比例3。将
上述颗粒粉料压制成φ31 X 19X 7(目前行业内比较通用的专用材料性能测试圆环)的标准
样环在功率气氛炉中烧结。对样环进行测试，测试结果见表I。表I
权利要求
1.一种软磁铁氧体材料，包括主成分和添加剂，其中，主成分按照摩尔百分比包括50 56mol%的Fe203、32 40mol%的MnO和6 15mol%的ZnO ;添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计包括10 IOOppm的Si02> 150 600ppm的Ca0、150 500ppm的 Nb2O5、150 700ppm 的 Co2O3 和 150 400ppm 的 V2O5。
2.如权利要求I所述的软磁铁氧体材料,其特征在于,所述软磁铁氧体材料包括主成分和添加剂，其中，主成分按照摩尔百分比包括=51. 5 54. 5mol%的Fe203、34 37mol%的MnO和8 13mol%的ZnO ;添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计包括15 90ppm 的 SiO2、180 550ppm 的 CaO> 180 450ppm 的 Nb205、180 650ppm 的 Co2O3 和 180 350ppm 的 V2O5。
3.如权利要求I或2所述的软磁铁氧体材料，其特征在于，所述软磁铁氧体材料包括主成分和添加剂，其中，主成分按照摩尔百分比包括52. 6 53. 3mol%的Fe203、35. 2 35. 8mol%的MnO和10. 5 11. 3mol%的ZnO ;添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计包括20 80ppm 的 Si02、200 500ppm 的 Ca0、200 400ppm 的 Nb2O5>200 600ppm的 Co2O3 和 200 300ppm 的 V2O5。
4.如权利要求1-3任一项所述的软磁铁氧体材料,其特征在于,所述软磁铁氧体材料由主成分和添加剂组成，其中，主成分按照摩尔百分比由52. 6 53. 3mol%的Fe2O3、35. 2 35. 8mol%的MnO和10. 5 11. 3mol%的ZnO组成；添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计由 20 80ppm 的 Si02、200 500ppm 的 Ca0、200 400ppm 的 Nb2O5^200 600ppm 的 Co2O3 和 200 300ppm 的 V2O5 组成。
5.如权利要求1-4任一项所述的软磁铁氧体材料的用途，其特征在于，所述的软磁铁氧体材料用于制备铁氧体磁芯。
全文摘要
本发明涉及一种软磁铁氧体材料，包括主成分和添加剂，其中，主成分按照摩尔百分比包括50～56mol%的Fe2O3、32～40mol%的MnO和6～15mol%的ZnO；添加剂按照占所述软磁铁氧体材料的重量百分比计包括10～100ppm的SiO2、150～600ppm的CaO、150～500ppm的Nb2O5、150～700ppm的Co2O3和150～400ppm的V2O5。所述软磁铁氧体材料采用常规原材料，成本较低，并且具有较高的导磁率和较低的磁芯损耗。
文档编号C04B35/26GK102942356SQ20121043595
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者李前军, 蔡中德, 沈建元, 王晓祥, 王步猛, 徐升宝, 张恩明, 蒲成刚, 陈维兆 申请人:天长市中德电子有限公司