[发明专利]一种软磁镍铜锌铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于软磁铁氧体材料领域，具体涉及一种软磁镍铜锌铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

随着信息产业、通讯电子、汽车电子、测试仪表、家用电器等行业的迅猛发展，电子设备正向小型化、集成化、高频化等方向发展；低损耗镍铜锌软磁铁氧体材料需求量日益增大。国内外各软磁材料生产厂家开发出了磁导率从10到2500的一系列镍铜锌软磁铁氧体材料，应用频率从几KHz拓展到上千MHz。

下表为国内、外主要镍铜锌软磁铁氧体材料厂家磁导率μi在300左右的材料牌号及主要材料的性能指标。

国内外μi≈300镍锌铁氧体材料性能一揽表

从上表公布的材料特性中可以看出上述材料在高频(1MHz～10MHz)下使用时材料的比损耗有较大的差异：

1、在f＝1MHz下TDK公司的SY20材料最小(tanδ/μi×10^-6＜31)；在f＝5MHz下TDK公司的SY20材料却比较大(tanδ/μi×10^-6＜600)；

2、在f＝2MHz下TDK公司的L14H和东磁的DN30B材料都比较小(tanδ/μi×10^-6＜90)；

3、在f＝3MHz下TDK公司的材料L11H最小(tanδ/μi×10^-6＜60)；

综上所述，上述材料在频率为3MHz～10MHz使用时其比损耗较大。

公开号为CN102329129A的中国发明，提供了一种平板显示用高表面电阻镍铜锌铁氧体材料，与本发明存在实质性不同。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺点和不足，本发明的目的首先是提供一种适合在宽频(50KHz～10MHz)下使用的软磁镍铜锌铁氧体材料，第二个目的是提供所述铁氧体材料的制备方法。

为实现本发明的目的，发明人提供下述技术方案：

一种软磁镍铜锌铁氧体材料，组成包括主成分和副成分，其特征在于，所述的主成分包括氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜，主成分以各自的摩尔百分比含量是：Fe₂O₃：46.5～50.0mol％、NiO：12.0～17.0mol％、ZnO：27.0～31.0mol％、CuO：4.0～8.0mol％；所述副成分包括锰的氧化物和氧化铋，相对于所述的主成分总重量，所述副成分以其标准物MnO和Bi₂O₃计的重量百分比总量为0.1～1.0wt％。

发明人经过大量实验研究发现，通过合理控制铁氧体主成分配比，尤其是控制Fe₂O₃和ZnO的含量，并配以适当的副成分，可以获得一种在宽频(50KHz～10MHz)下使用的变压器、电感器、滤波器等器件的镍铜锌软磁铁氧体材料，本发明材料还可用于抗EMI器件，本发明的材料特别是在高频(1MHz～10MHz)下具有高的磁导率(μi≈300，f＝1MHz)、高电阻率、低比损耗、低比温度系数等特性。

上述主成分范围中，若Fe₂O₃含量小于46.5mol％，则得不到所希望的高饱和磁通密度；若Fe₂O₃含量大于50mol％，则材料的电阻率急剧下降、比损耗增大。若ZnO含量小于27mol％，则磁导率有所下降；若ZnO含量大于31mol％，则材料的居里温度降低。

作为优选，根据本发明所述的一种软磁镍铜锌铁氧体材料，其中，相对于所述的主成分总重量，所述的副成分锰的氧化物和氧化铋，以各自标准物计的重量百分比含量是：MnO：0～0.50wt％、Bi₂O₃：0.1～0.5wt％。

上述副成分MnO主要是在铁氧体烧结结反应时取代Fe²⁺，减少Fe²⁺←→Fe³⁺间的“蛙跃”现象，从而提高材料的电阻率。当它的含量低于下限值时，Fe²⁺←→Fe³⁺间的电子对无法有效的控制，使得材料的电阻率下降，而当它的含量高于上述上限值时，因MnO在空气中极易氧化，导致材料的性能恶化。