宽频低损耗高强度锰锌铁氧体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及软磁体制备技术领域，特别是涉及一种宽频低损耗高强度锰锌铁氧体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车照明、汽车车载DC-DC转换器、IXD (LED)显示器的inverter变压器以及变频空调、太阳能逆变器的快速发展，要求大量能够在高温(80°C?160°C)运行环境下具有低损耗的功率型铁氧体，特别是车载系统、变频空调、LED、逆变器等均要求在高温下具有高效率的功率转换，同时要求有高的居里温度以适应环境变化。因此，要求磁导率低于常规锰锌铁氧体材料，具备宽频低损耗特性(IKHz — 500KHz)，同时满足磁芯强度测试要求以适应激烈颠簸环境的车载装置或天气变化剧烈的露天环境。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决的技术问题是提供一种宽频低损耗高强度锰锌铁氧体及其制备方法，能够满足现有电子设备的使用要求。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种宽频低损耗高强度锰锌铁氧体，所述锰锌铁氧体在lOOmT，200?500KHz范围内，损耗低于180?900 kw/m3，在200mT，25?10KHz范围内，损耗低于60?300 kw/m3;所述锰锌铁氧体包括主体体系和复合体系；所述主体体系由质量百分比为48?51%的Fe203、39?46%的MnO和10?16%的ZnO ;所述复合体系占所述主体体系总质量的12?25% ;所述复合体系包括CaC03、CoO、N1、CuO、Si02、Bi2O3和 MoO 3。
[0005]在本发明一个较佳实施例中，所述复合体系中CaC03、Co0、N1、CuO、S12, Bi2O3和MoO3的质量比例为3?5:1?2:0.5?1.5:0.5?1:2?3:0.8?1.2:0.3?0.8。
[0006]在本发明一个较佳实施例中，所述S1^粒径为100?500nm。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种宽频低损耗高强度锰锌铁氧体的制备方法，包括如下步骤:
(1)称料及处理:按配方称取所述主体体系和复合体系，并将所述主体体系放置到电热式回转窑预烧0.5?lh，然后将其置于行星式球磨机中混合研磨20?30min，再向其中加入所述复合体系，混合研磨60?90min，得到平均粒径为0.3?0.5 μ m的混合料；
(2)制备混合浆料:将步骤(I)中得到的混合料投入到沙磨搅拌机中，边搅拌边加入去离子水进行混合沙磨，沙磨后加入分散剂搅拌均匀，得到混合浆料；
(3)制备坯料:将步骤(2)中制备的混合浆料经压滤、半干燥后，压制成坯块；
(4)烧制成型:将步骤(3)中得到的坯块装入程序烧结炉内的旋转坯料安装架上，关闭烧结炉，并开启惰性气体调节炉内空气含量，打开程序升温炉电源进行烧结成型，所述烧结工艺为:以80?100°C /h的升温速率自室温直接升温至1340?1350°C，然后保温烧结6h，最后关闭升序升温炉电源，并在恒定空气含量情况下随炉冷却至室温，得到所述宽频低损耗高强度锰锌铁氧体。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(I)中的预烧温度为600?700 °C。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(2)中，所述去离子水的加入量为混合料质量的1.2?1.5倍；所述分散剂为质量浓度为20?25%的聚乙烯醇水溶液，其用量为混合料质量的0.1?0.3倍。
[0010]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(2)中，所述沙磨工艺为:转速50?60转/min，时间 60 ?80min。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(4)中，所述惰性气体为氮气，所述炉内空气体积含量为15?30%。
[0012]本发明的有益效果是:本发明一种宽频低损耗高强度锰锌铁氧体，通过配方设计和成型烧结工艺的调整，可以在较宽的频率范围内具备超低的损耗和优异的力学强度，同时具备较高的居里温度，能够适应激烈颠簸环境的车载装置或天气变化剧烈的露天环境，本发明适应目前电子行业的发展趋势，扩宽了磁芯产品的应用领域，使电子产品向小型号、高效化发展，对我国电子产业结构调整，节能减排提供了有效帮助。
【具体实施方式】
[0013]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0014]本发明实施例包括:
一种宽频低损耗高强度锰锌铁氧体，包括主体体系和复合体系；所述主体体系由质量百分比为48?51%的Fe203、39?46%的MnO和10?16%的ZnO ;所述复合体系占所述主体体系总质量的12?25% ;所述复合体系包括CaC03、CoO, N1, CuO、S12 (粒径为100?500nm)、Bi2O3和 MoO 3;所述复合体系中 CaCO 3、CoO、N1、CuO、Si02、Bi2O3和 MoO 3的质量比例为 3 ?5:1 ?2:0.5 ?1.5:0.5 ?1:2 ?3:0.8 ?1.2:0.3 ?0.8。
[0015]本发明通过科学的配方、独特的原材料处理方式、独特的烧结排坯工艺及惰性烧结氛围，使所制备的锰锌铁氧体可以在较宽的频率范围内具备超低的损耗和优异的力学强度，同时具备较高的居里温度，其在100mT，200?500KHz范围内，损耗低于180?900 kw/m3，在200mT，25?10KHz范围内，损耗低于60?300 kw/m3;所述猛锌铁氧体能够适应激烈颠簸环境的车载装置或天气变化剧烈的露天环境，本发明适应目前电子行业的发展趋势，扩宽了磁芯产品的应用领域，使电子产品向小型号、高效化发展，对我国电子产业结构调整，节能减排提供了有效帮助。
[0016]具体制备方法如下:
实施例1
(I)称料及处理:按配方称取Fe2O3 48mol、46%的MnO和16%的ZnO及总量为12mol的CaC03、CoO、N1、CuO、S12 (粒径为 100nm)、Bi2O3和 MoO 3;其中，CaCO 3、CoO、N1、CuO、Si02、Bi2O3和 MoO3的质量比例为 3:1:0.5:1:2:0.8:0.3 ；
将所述Fe203、MnO和ZnO放置到电热式回转窑在600°C下预烧lh，然后将其置于行星式球磨机中混合研磨20?30min，再向其中加入称取的CaC03、Co0、N1、CuO、Si02、Bi2O3和MoO3,混合研磨60?90min，得到平均粒径为0.3?0.5 μ m的混合料； (2)制备混合浆料:将步骤(I)中得到的混合料投入到沙磨搅拌机