一种低烧结温度软磁铁氧体材料及其制备方法
【专利摘要】一种低烧结温度软磁铁氧体材料，其配方包括主料与辅料，其特征在于：所述主料包括Fe2O3为51-63mol％，ZnO为25-35mol％，Li2CO3为6-9mol％，TiO2为0-7mol％，MnCO3为0-3.0mol％；所述辅料为Bi2O3，其加入量占主料总重量的0.4％-1.2％。辅料在主料经过配料、混料、预烧后加入，然后跟主料一起造粒、成型和烧结。本发明的软磁铁氧体材料，和镍锌铁氧体一样具有很好的高频性能，各项性能跟镍锌材料接近，而主成分中各种化合物的综合成本要比镍锌材料低，烧结温度更要比普通的镍锌材料低100℃-200℃，在能源消耗方面具有很好的经济性。
【专利说明】一种低烧结温度软磁铁氧体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种软磁铁氧体材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前常用的软磁铁氧体材料主要有这几种:锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和镁锌铁氧体。锰锌铁氧体材料的磁导率范围为Ui = 1000-15000,电阻率P比较低，只有1-1000 Ω.Cm，磁导率的截止频率只有几百千赫兹，材料的烧结温度为1300°C _1450°C之间。这种材料主要用于制作电感器、变压器、滤波器和扼流圈等电子器件。
[0003]镍锌材料的磁导率Ui不高，通常在10-1000之间，但其电阻率很高，可以达到1MΩ.cm以上，基本上是个绝缘体，磁导率的截止频率在兆赫兹数量级以上。材料的烧结温度为1000°C -1200°C，这种材料主要用于频率比较高的场合，比如吸收高频电磁干扰信号，以达到抗电磁干扰目的。
[0004]镁锌铁氧体材料的磁导率跟镍锌材料相近，使用频率和电阻率都要比镍锌材料低一些，但由于其主成分中的镁要比镍成本低得多，在要求不高的场合可以部分代替镍锌铁氧体来使用。
[0005]锂铁氧体通常用作微波材料，如中国专利申请号为200910106919.8所公开的“一种应用于C波段移相器的锂铁氧体材料及其制备方法”，C波段是频率从4.0GHz-8.0GHz的一段频带，作为通信卫星行传输信号的频段，这种材料用于相控阵雷达天线。还有如中国专利申请号20081001509 6.3所公开的“一种锂铁氧体电波吸收材料及其制备方法”，这种材料的有效吸收波频带宽度为1.3GHz，但是锂锌铁氧体用作软磁铁氧体材料却很少有人提及。
[0006]也有一种低烧结温度的镍铜锌铁氧体(NiCuZn)材料，有时简称镍锌(NiZn)材料，如中国专利申请号200610052525.5所公开的“镍锌铁氧体低温高密度制造方法及其制成品”，其公开的烧结温度为880°C _980°C，但这种材料在主材料中加入了 3-3.5被％的CuO外,还需要添加六种辅助材料来实现,相比之下材料配比复杂一些,材料的综合成本也比较闻。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结温度较低、成本较低并且制作方便的软磁铁氧体材料及其制备方法。
[0008]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种低烧结温度软磁铁氧体材料，其配方包括主料与辅料，其特征在于:所述主料包括Fe2O3为51-63mol%，ZnO为25-35mol%,Li2CO3 为 6-9mol%,Ti02 为 0-7mol%,MnCO3 为 0-3.0mol所述辅料为 Bi2O3,其加入量占主料总重量的0.4% -1.2%。
[0009]优选地,所述辅料占主料总重量的0.6% -1.0%。
[0010]上述的软磁铁氧体材料的制备方法，将主料均匀混合后进行预烧结，在预烧温度点保温后冷却，然后将辅料加入一起粉碎成粉末，加入一定比例的粘结剂，通过制粉工艺将粉末制成颗粒磁粉，再将颗粒磁粉用模具压制成磁芯，成型后的磁芯在炉子里烧结，在烧结温度点保温后冷却。
[0011]优选地，所述主料的预烧温度为650°C -750°C，保温2_4小时后冷却到室温。
[0012]优选地，所述预烧温度为700°C。
[0013]优选地，所述模具压制成磁芯所需的压力为1.5-2.0吨/cm2。
[0014]优选地，所述磁芯的烧结温度为900°C -1OOO0C。
[0015]优选地，所述磁芯在烧结温度点保温2-4小时。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于本发明的软磁铁氧体材料，和镍锌铁氧体一样具有很好的高频性能，各项性能跟镍锌材料接近，而主成分中各种化合物的综合成本要比镍锌材料低，烧结温度更要比普通的镍锌材料低100-200°C，在能源消耗方面具有很好的经济性。
【具体实施方式】
[0017]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0018]本发明的低烧结温度软磁铁氧体，以锂铁氧体材料作为基本组成，锂锌铁氧体材料本身具有的很好的高频性能，工作频率可以达到300MHz以上，该材料与镍锌铁氧体一样具有很好的高频性能，各项性能也跟镍锌铁氧体材料接近，但烧结温度比普通的镍锌铁氧体材料低100°C -200°C，综合成本也较低。
[0019]本发明的低烧结温度软磁铁氧体材料的配方，包括主料和辅料，其中主料及其百分比成分为=Fe2O3 为 51-63mol %，ZnO 为 25_35mol %，Li2CO3 为 6_9mol %，T12 为 0_7mol %，MnCO3为0-3.0mol %，辅料为Bi2O3,其加入量占主料总重量百分比的0.4 % -1.2 %，SP
0.4-1.2wt % ο
[0020]其制备方法如下所述:上述主料均匀混合以后进行预烧结，预烧温度为650-750°C，最佳预烧温度为700°C，在预烧温度点保温2_4小时后冷却到室温，完成预烧工序。
[0021]预烧完成后的主料中按比例加入辅料，用粉碎设备如球磨机或砂磨机等，对主料和辅料进行粉碎形成粉末，粉末的直径大约为I μ m-1o μ m，然后在粉碎后的粉末中加入一定量的粘接剂例如PVA溶液，PVA溶液的浓度大约为10%，PVA溶液的加入量折算成PVA固体的重量占粉末重量的1% -1.5%，粉末加入PVA溶液后均匀混合，用制粉设备制成颗粒磁粉，颗粒磁粉用模具压制成各种所需的磁芯，磁芯成型所需压力为1500-2000kg/cm2，即
1.5-2.0吨/cm2，成型后的磁芯在炉子里用空气气氛烧结，烧结温度为900°C -1000°C，在烧结温度点保温2-4小时，然后冷却到室温，将磁芯取出，这样就可以测试磁芯的各项磁性能。即辅料在主料经过配料、混料、预烧后加入，然后跟主料一起粉碎、造粒、成型和烧结。辅料的作用是作为助熔剂，降低材料的烧结温度和增加材料的体电阻率。
[0022]对于本发明，主要测试磁芯的磁导率μ 1、体电阻率P、居里温度Tc、饱和磁通密度Bs，这几个参数是软磁铁氧体材料的基本参数。如下表1所示，表中软磁铁氧体的烧结温度为 Ts = 975°C，Bi2O3 含量为 0.8wt%0
[0023]表1
[0024]
【权利要求】
1.一种低烧结温度软磁铁氧体材料，其配方包括主料与辅料，其特征在于:所述主料包括 Fe2O3 为 51-63mol%，ZnO 为 25_35mol %，Li2CO3 为 6_9mol %，T12 为 0_7mol %，MnCO3为0-3.0mol% ;所述辅料为Bi2O3，其加入量占主料总重量的0.4% -1.2%。
2.如权利要求1所述的软磁铁氧体材料，其特征在于:所述辅料占主料总重量的0.6% -1.0%。
3.如权利要求1-2所述的软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于:将主料均匀混合后进行预烧结，在预烧温度点保温后冷却，然后将辅料加入一起粉碎成粉末，加入一定比例的粘结剂，通过制粉工艺将粉末制成颗粒磁粉，再将颗粒磁粉用模具压制成磁芯，成型后的磁芯在炉子里烧结，在烧结温度点保温后冷却。
4.如权利要求3所述的软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于:所述主料的预烧温度为650°C _750°C，保温2-4小时后冷却到室温。
5.如权利要求4所述的软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于:所述预烧温度为700。。。
6.如权利要求3所述的软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于:所述模具压制成磁芯所需的压力为1.5-2.0吨/cm2。
7.如权利要求3所述的软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于:所述磁芯的烧结温度为 9000C -1OOO0Co
8.如权利要求3所述的软磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于:所述磁芯在烧结温度点保温2-4小时。
【文档编号】C04B35/622GK104129980SQ201410320152
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】张祖军 申请人:宁波海曙欧斯特电子有限公司