[发明专利]一种低温烧结多层片式电感用软磁铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软磁铁氧体材料及其制备方法，尤其涉及一种低温烧结多层片式电感用软磁铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

目前国内外低温烧结多层片式电感用软磁铁氧体材料以NiCuZn和MgCuZn两种材料为主，因为要在900℃左右与纯银内导体匹配共烧结，一般在配方设计时都会加入数量不等的助烧剂，而最为常用的助烧剂就是Bi₂O₃。

(1)加Bi₂O₃助烧的工作原理：因为Bi₂O₃的熔点很低，在730℃开始熔化，熔化后的Bi₂O₃将铁氧体材料进行包裹，形成过渡液相，从而促进铁氧体材料晶粒的生长。

(2)加Bi₂O₃助烧的内部结构：Bi₂O₃在烧结过程呈液态，期间，将周围铁氧体晶粒进行包裹，并使多个小晶粒合并成一个大晶粒。冷却后，Bi₂O₃固化，作为晶粒与晶粒之间的填充物主包裹物，存在于晶界处。

(3)加Bi₂O₃的用途：一是以过渡液相烧结方式，促使晶粒生长，使铁氧体材料的烧结温度从960℃以上下降至900℃以下，达到低温烧结的目的；Bi₂O₃冷却并固化后，在晶粒与晶粒之间起粘结和固化晶粒的作用，使材料瓷体强度和体积密度达到设计要求。

加Bi₂O₃虽然成本低廉、降温效果好、操作方便；但Bi₂O₃对材料电磁性能影响大、容易造成晶粒异常长大，且Bi是重金属元素，正被归入禁用品之列。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不含Bi元素，仍能满足低温烧结多层片式电感器用的铁氧体材料用的软磁铁氧体材料及其制备方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种低温烧结多层片式电感用软磁铁氧体材料，包括由纯度大于等于95％的Fe₂O₃、化学纯Ni₂O₃、分析纯的CuO、电子级的ZnO、电子级的Co₃O₄组成的原料配方，在原料配方中各物质的摩尔百分浓度以离子表示为Fe³⁺(61-68)mol％、Ni³⁺(12-20)mol％、Zn²⁺(12-20)mol％、Cu²⁺(7-10)mol％、Co⁴⁺(0.1-0.3)mol％。

进一步：本发明还提供了上述低温烧结多层片式电感用软磁铁氧体材料的制备方法，按配方称取原料，并将原料与直径为7±1mm的锆球、去离子水混磨3-7小时后得混磨粉料，去除混磨粉料水分得干燥的粉料，最后将干燥粉料粉碎后，在空气炉中进行预烧得预合粉料，再将预合粉料与直径为2-7mm的锆球及去离子水在砂磨机或三维振动磨机中混磨8-15小时，之后同样去除粉料中的锆球与水分，得到干燥的粉料，用过筛或打粉的方式使其保持粉体形状，即得粒径小于3μm的成品粉料，所述预合粉料、锆球以及去离子水的重量比为1∶4∶1。所述的预烧是指将干燥粉料放入箱式炉、隧道炉、或旋转窑炉进行预烧，经过5-7小时从200℃至600℃的缓慢升温，然后在760℃-790℃温度段保温3小时，得预合粉料，预合粉料的比表面积在1.6-2.0m²/g。所述混磨粉料的平均粒度在0.6-0.9μm，其比表面积大于4.0m²/g。去除混磨粉料水份是指采用烘烤或喷雾干燥方式将混磨粉料中的水份去除。

与现有技术相比，本发明创造集中了多层片式电感用铁氧体材料的技术优点，在不含重金属元素Bi的条件下，能与含Bi材料一样在900℃左右低温烧结，烧结后瓷体晶粒小而均匀，晶粒与晶粒之间相互连接而呈更为坚固的网状结构。而且，由于该材料的预合成温度比含Bi的NiCuZn和MgCuZn材料低100-200℃，故其制造成本更低，再加之Bi₂O₃的价格较高，去除了材料中的Bi，使原料成本也随之有所下降。

具体实施方式