专利名称：一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，具体涉及一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的化学共沉淀制备方法，属于无机非金属材料制备技术领域。
背景技术：
随着电子技术的迅速发展，高密度表面组装技术(SMT)推动了片式化表面组装器件(SMD)普及，表面贴装技术(SMT)要求表面贴装元器件不断的小型化、高频化、高性能和低损耗。片式电阻和片式电容的生产技术已经日趋成熟，但是作为三大无源片式元件之一的片式电容器的研制和生产则相对滞后，主要由于其技术含量高、生产难度大而成为片式元器件发展的一个瓶颈。目前国内外市场上的中高频多层片式电感器主要是以尖晶石型NiCuZn铁氧体材 料制作的。片式电感制作的关键在于制备出均匀细小、表面活性高的尖晶石型NiCuZn铁氧体，并实现其低温烧结致密。目前的低温烧结致密化主要依靠烧结助剂，但是依靠超细粉体的高表面活性也是降低烧结温度的重要手段。化学共沉淀法由于成分均匀、烧结温度低，且不易引入杂质等众多优点，越来越受到众多厂家及科研工作者的重视。在本发明之前，人们尚没有完全掌握无烧结助剂的尖晶石型NiCuZn铁氧体低温烧结致密化的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，能够以较低成本采用液相法，在较低的温度下制备得到尖晶石型NiCuZn铁氧体，通过下列技术方案实现。一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，经过下列各步骤:
(1)以硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁为原料分别配制盐溶液，按Ni离子:Cu离子:Zn离子:Fe离子的摩尔比为1:1:2:4，分别取适量的硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁配制得到混合盐溶液，以碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液为沉淀剂，采用并加法将混合盐溶液和沉淀剂按体积比为1:1 2同时加入结晶反应釜内进行共沉淀反应，并控制混合盐溶液的进料速度为0.3 2ml/min、反应釜内的pH为8 12、温度为30 70°C、转速为200 600rpm,反应12 60小时，得到前驱物浆料；
(2)将步骤(I)所得前驱物浆料陈化后，用蒸馏水反复洗涤至检测不出SO/—;再烘干、研磨、过筛后，在300 800°C下以烧结工艺预烧4h，得到铁氧体粉体；
(3)在步骤(2)所得铁氧体粉体经球磨、烘干、过筛、压片、在800 950°C下烧结，即得到性能优良的尖晶石型NiCuZn铁氧体。所述步骤(I)进行共沉淀反应时还加入分散剂，加入量为混合盐溶液和沉淀剂总体积的0.02 2%。所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、单宁、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。所述步骤(I)的碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液中[Na2CO3]/[NaOH]的摩尔比为0.1 1: 0.5 2ο所述步骤(2)中的检测是用氯化钡检验S042—。所述步骤(2)的过筛是过400目筛，以防止制得的粉体软团聚，使得到的前驱物粉体粒度均匀、细小，从而防止烧结时部分颗粒异常长大，导致粒度分布不均匀。所述步骤(3)的球磨是在乙醇中以玛瑙球为介质进行球磨。所述步骤(3)的过筛后加入铁氧体粉体质量10%的PVA作为粘结剂。所述步骤(3)的过筛是过200目的筛，因球磨时以乙醇为介质，球磨过后粉体会有一定的团聚，过筛可得到粒度较为均匀的粉料。为了表征前驱体制备工艺对晶体结构及磁性能的影响，将各种实验条件下所制备的前驱体在500°C预烧后分别压制成片和环在900°C下烧结，同时，将使用优化工艺条件所制备的前驱体在不同 温度(400 600°C)下预烧后分别压制成片和环在900°C下烧结，以揭示预烧温度对磁性能的影响规律。本发明具备的优点和效果:具有生产成本低，工艺简单，粒径分布均匀，可控性好、重复性好的特点。测试结果表明，通过化学共沉淀法制得的尖晶石型NiCuZn铁氧体的μ i=200，Q=150o
具体实施例方式下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。实施例1
(1)以硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁为原料分别配制盐溶液，按Ni离子:Cu离子:Zn离子:Fe离子的摩尔比为1:1:2:4，分别取适量的硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁配制得到混合盐溶液，以碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液为沉淀剂，其中[Na2CO3]/[NaOH]的摩尔比为1: 0.5，采用并加法将混合盐溶液和沉淀剂按体积比为1:1同时加入结晶反应釜内进行共沉淀反应，并控制混合盐溶液的进料速度为0.3ml/min、反应釜内的pH为9.5、温度为30°C、转速为200rpm，反应12小时，得到前驱物浆料；
(2)将步骤(I)所得前驱物浆料陈化后，用蒸馏水反复洗涤至用氯化钡检测不出S042_；再烘干、研磨、过400目筛后，在400°C下以烧结工艺预烧4h，得到铁氧体粉体；
(3)在步骤(2)所得铁氧体粉体在乙醇中以玛瑙球为介质进行球磨、烘干、过筛，然后加入铁氧体粉体质量10%的PVA作为粘结剂，经压片、在900°C下烧结，即得到性能优良的尖晶石型NiCuZn铁氧体。实施例2
(I)以硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁为原料分别配制盐溶液，按Ni离子:Cu离子:Zn离子:Fe离子的摩尔比为1:1:2:4，分别取适量的硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁配制得到混合盐溶液，以碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液为沉淀剂，其中[Na2CO3]/[NaOH]的摩尔比为0.5: 1，采用并加法将混合盐溶液和沉淀剂按体积比为1:2同时加入结晶反应釜内进行共沉淀反应，再加入混合盐溶液和沉淀剂总体积的0.02%的十二烷基苯磺酸钠，并控制混合盐溶液的进料速度为2ml/min、反应釜内的pH为8、温度为50°C、转速为300rpm，反应30小时，得到前驱物浆料；(2)将步骤(I)所得前驱物浆料陈化后，用蒸馏水反复洗涤至用氯化钡检测不出S042_；再烘干、研磨、过400目筛后，在800°C下以烧结工艺预烧4h，得到铁氧体粉体；
(3)在步骤(2)所得铁氧体粉体在乙醇中以玛瑙球为介质进行球磨、烘干、过筛，然后加入铁氧体粉体质量10%的PVA作为粘结剂，经压片、在950°C下烧结，即得到性能优良的尖晶石型NiCuZn铁氧体。实施例3
(1)以硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁为原料分别配制盐溶液，按Ni离子:Cu离子:Zn离子:Fe离子的摩尔比为1:1:2:4，分别取适量的硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁配制得到混合盐溶液，以碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液为沉淀剂，其中[Na2CO3]/[NaOH]的摩尔比为0.25: 2，采用并加法将混合盐溶液和沉淀剂按体积比为1:1.5同时加入结晶反应釜内进行共沉淀反应，再加入混合盐溶液和沉淀剂总体积的2%的单宁和十二烷基硫酸钠，并控制混合盐溶液的进料速度为lml/min、反应釜内的pH为10.5、温度为70°C、转速为400rpm,反应60小时，得到前驱物浆料；
(2)将步骤(I)所得前驱物浆料陈化后，用蒸馏水反复洗涤至用氯化钡检测不出S042_；再烘干、研磨、过400目筛后，在300°C下以烧结工艺预烧4h，得到铁氧体粉体；
(3)在步骤(2)所得铁氧体粉体在乙醇中以玛瑙球为介质进行球磨、烘干、过筛，然后加入铁氧体粉体质量10%的PVA作为粘结剂，经压片、在800°C下烧结，即得到性能优良的尖晶石型NiCuZn铁氧体。实施例4
(1)以硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁为原料分别配制盐溶液，按Ni离子:Cu离子:Zn离子:Fe离子的摩尔比为1:1:2:4，分别取适量的硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁配制得到混合盐溶液，以碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液为沉淀剂，其中[Na2CO3]/[NaOH]的摩尔比为0.1: 1，采用并加法将混合盐溶液和沉淀剂按体积比为1:1同时加入结晶反应釜内进行共沉淀反应，再加入混合盐溶液和沉淀剂总体积的1%的单宁，并控制混合盐溶液的进料速度为lml/min、反应釜内的pH为12、温度为50°C、转速为600rpm，反应20小时，得到前驱物浆料；
(2)将步骤(I)所得前驱物浆料陈化后，用蒸馏水反复洗涤至用氯化钡检测不出S042_；再烘干、研磨、过400目筛后，在600°C下以烧结工艺预烧4h，得到铁氧体粉体；
(3)在步骤(2)所得铁氧体粉体在乙醇中以玛瑙球为介质进行球磨、烘干、过筛，然后加入铁氧体粉体质量10%的PVA作为粘结剂，经压 片、在900°C下烧结，即得到性能优良的尖晶石型NiCuZn铁氧体。
权利要求
1.一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于经过下列各步骤: (1)以硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁为原料分别配制盐溶液，按Ni离子:Cu离子:Zn离子:Fe离子的摩尔比为1:1:2:4，分别取适量的硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁配制得到混合盐溶液，以碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液为沉淀剂，采用并加法将混合盐溶液和沉淀剂按体积比为1:1 2进行共沉淀反应，并控制混合盐溶液的进料速度为0.3 2ml/min、反应釜内的pH为8 12、温度为30 70°C、转速为200 600rpm，反应12 60小时，得到前驱物浆料； (2)将步骤(I)所得前驱物浆料陈化后，用蒸馏水反复洗涤至检测不出SO/—;再烘干、研磨、过筛后，在300 800°C下以烧结工艺预烧4h，得到铁氧体粉体； (3)在步骤(2)所得铁氧体粉体经球磨、烘干、过筛、压片、在800 950°C下烧结，即得到性能优良的尖晶石型NiCuZn铁氧体。
2.根据权利要求1所述的尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)进行共沉淀反应 时还加入分散剂，加入量为混合盐溶液和沉淀剂总体积的0.02 2%。
3.根据权利要求1所述的尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于:所述步骤Cl)的碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液中[Na2CO3]/[NaOH]的摩尔比为0.1 1: 0.5 2。
4.根据权利要求1所述的尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中的检测是用氯化钡检验SO42'
5.根据权利要求1所述的尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)的过筛是过400目筛。
6.根据权利要求1所述的尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)的球磨是在乙醇中以玛瑙球为介质进行球磨。
7.根据权利要求1所述的尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)的过筛后加入铁氧体粉体质量10%的PVA作为粘结剂。
8.根据权利要求1所述的尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)的过筛是过200目的筛。
9.根据权利要求2所述的尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，其特征在于:所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、单宁、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。
全文摘要
本发明提供一种尖晶石型NiCuZn铁氧体的制备方法，属于无机非金属材料制备技术领域。取适量的硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁配制得到混合盐溶液，以碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液为沉淀剂，采用并加法进行共沉淀反应，得到前驱物浆料；再陈化后，用蒸馏水反复洗涤至检测不出SO42-；再烘干、研磨、过筛后，预烧得到铁氧体粉体；经球磨、烘干、过筛、压片、烧结，即得到性能优良的尖晶石型NiCuZn铁氧体。本发明具有生产成本低，工艺简单，粒径分布均匀，可控性好、重复性好的特点。测试结果表明，通过化学共沉淀法制得的尖晶石型NiCuZn铁氧体的μi=200，Q=150。
文档编号C04B35/622GK103232231SQ201310120829
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者代建清, 李国福, 陈世杰, 陈辉 申请人:昆明理工大学