[发明专利]一种掺杂四氧化三锰的锰锌铁氧体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性材料，具体地，涉及一种掺杂四氧化三锰的锰锌铁氧体及其制备方法。

背景技术

随着电子信息产业的迅速发展，MnZn铁氧体的应用范围日益增大。由于MnZn铁氧体具有高饱和磁通密度、高磁导率、高电阻率、低损耗等特性，因而被广泛地应用于各种电子元器件中，如功率变压器、扼流线圈、脉冲宽带变压器、磁偏转装置和传感器等。利用MnZn铁氧体高饱和磁通密度、高电阻率和低损耗等特性制成的铁氧体磁芯，已经成为了计算机、通讯、彩电、录像机、办公自动化及其它电子设备不可缺少的基础元件。

在现有技术中有多次对锰锌铁氧体中掺杂微量元素的介绍报道，但是其功耗在80℃、100℃和120℃时都在300kW/m³以上，如中国专利申请03115906.0所叙述的MnZn铁氧体材料，100℃的功耗（Pcv）在370 kW/m³左右，在降低功耗方面贡献不大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种在80℃、100℃和120℃条件下具有较低功耗的掺杂四氧化三锰的锰锌铁氧体，同时提供了其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种掺杂四氧化三锰的锰锌铁氧体，由以下成分制备完成：

主料为以下摩尔百分比的组分：

Fe₂O₃：50~55mol%；

MnO： 35~43mol%；

ZnO： 2～15 mol%；

添加剂为Mn₃O₄和其余至少2种重量百分比的组分：

Mn₃O₄：0.1～1 wt％；

CaCO₃：0.02～0.1wt％； 

V₂O₅：0.02～0.1 wt％；

TiO₂：0.02～0.40 wt％；

Nb₂O₅：0.02～0.05 wt％；

CoO₃：0～5 wt％；

ZrO₂：0.02～0.40 wt％；

SnO₂：0.02～0.40 wt％。

优选地，所述主料为以下摩尔百分比的组分：

Fe₂O₃：53.28mol%；

MnO：36.96mol%；

 ZnO： 9.76mol%。

优选地，所述添加剂为以下重量百分比的6种组分：

Mn₃O₄：0.5wt％；

CaCO₃：0.05wt％； 

V₂O₅：0.03 wt％；

TiO₂：0.08wt％；

Nb₂O₅：0.03wt％；

ZrO₂：0.02wt％。

本发明所提出的掺杂四氧化三锰的锰锌铁氧体的制备方法，包括以下工艺过程：

（1）预烧料的制备：按照本发明的配方比例，分别称取Fe₂O₃、MnO、ZnO，其中，在第一次湿法砂磨前，预留出主料总重量的0.5wt%的MnO以备后续二次湿法砂磨时添加；

将预留后剩余的主料进行第一次湿法砂磨30分钟以上，然后加入10wt%配料重量的浓度为8~9%的聚乙烯醇溶液，搅拌2 小时，喷雾干燥制成颗粒，进行预烧，预烧温度为850℃～980℃，得到预烧料；

（2）颗粒料的制备：将预烧料进行第二次湿法砂磨，此时按照比例加入添加剂以及步骤（1）中预留的MnO；湿法砂磨至颗粒的平均粒径为0.8～1.0微米时，加入10wt%配料重量的浓度为8~9%的聚乙烯醇溶液，采用喷雾造粒工艺制成40-160目的颗粒粉料；

（3）材料烧结：成型前，先将颗粒料进行调湿处理，使其含水量为0.3-0.5％，流动角小于30度，形成可塑性良好的成品颗粒粉料，调湿处理后于1300℃～1400℃烧结3～5小时，得到成品。

本发明所提出的掺杂四氧化三锰的锰锌铁氧体具有以下有益效果：