[发明专利]宽温高直流叠加软磁铁氧体

说明书

技术领域

本发明涉及软磁铁氧体材料生产技术领域，特别涉及一种宽温高直流叠加软磁铁氧体。

背景技术

MnZn铁氧体广泛用于电子、通讯领域作为电源变压器和电感器材料。作为电感器使用的铁氧体磁心，其工作时除了有高频交流信号外，往往还要叠加一定的直流分量。此时要求铁氧体磁心有较大的增量磁导率μ_Δ，以保证电感器维持电感稳定，不至于电感下降较多而不能正常工作。同时，对于户外工作的电感器，不但要求其常温下能够维持稳定的电感，也要求其高温下能够维持稳定的电感。这就要求铁氧体磁心在常温、高温下都要具有较高的增量磁导率μ_Δ。

中国发明专利 CN1686930A公布了一种 高叠加性能锰锌系铁氧体及其制备方法，通过把Fe₂O₃的含量限制在51～56mol％、ZnO的含量限制在6~12mol%范围，实现了材料的高叠加性能。中国发明专利CN101183581A公布了一种 高直流叠加MnZn高磁导率铁氧体及其制备方法，通过把Fe₂O₃的含量限制在52～53mol％、ZnO的含量限制在19~20mol%范围，实现了材料的高叠加性能。但是，上述材料在宽温条件下增量磁导率不佳。因此，需要开发一种在常温、高温下都要具有高增量磁导率μ_Δ的MnZn铁氧体材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在常温、高温下都要具有高增量磁导率μ_Δ的宽温高直流叠加软磁铁氧体材料，在100A/m的直流叠加磁场下，25℃下的增量磁导率μ_Δ在600以上，100℃下的增量磁导率μ_Δ在300以上。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种宽温高直流叠加软磁铁氧体，所述宽温高直流叠加软磁铁氧体由主成分和副成分组成，所述主成分的各组分的摩尔百分比为：Fe₂O₃  53.2-56.1mol%，ZnO 2.5-10.5mol％，NiO≤5mol％，MnO余量；按占主成分总重量计，所述副成分的各组分含量为：50-200ppm的SiO₂，200-1500ppm的CaCO₃，50-500ppm的ZrO₂，50-500ppm的Nb₂O₅，50-300ppm的Na₂O。

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、ZnO及NiO的含量，并配以适当的副成分，可以获得一种一种在常温、高温下都要具有高增量磁导率μ_Δ的宽温高直流叠加软磁铁氧体材料。

上述主成分范围中，若Fe₂O₃  含量小于53.2mol%，则得不到所希望的高饱和磁通密度；若Fe₂O₃  含量大于56.1mol%，则材料的电阻率急剧下降、比损耗增大。若ZnO含量小于2.5mol%，则磁导率有所下降；若ZnO含量大于10.5mol%，则材料的居里温度降低。若NiO含量大于5mol%，则磁导率下降，损耗增大。

上述副成分主要是在铁氧体晶界形成高电阻层，细化晶粒，促进晶粒均匀生长，以降低材料损耗。当它们的含量低于下限值时，起不到降低材料损耗的作用；而当它们的含量高于上述上限值时，则容易引起晶粒异常生长，使材料的性能恶化。

一种宽温高直流叠加软磁铁氧体的制备方法，所述制备方法具体步骤如下：

（1）将主成分进行湿式混合，然后750-1000℃下预烧0.5-5小时得预烧结物；

（2）向预烧结物中加入副成分，湿式砂磨，得到铁氧体料浆；

（3）向铁氧体料浆中加入PVA粘结剂，进行喷雾造粒，然后压制成型，把成型体在控制氧分压的条件下于1300～1350℃，烧结4～10小时，冷却后得成品。通过改进工艺，为了降低材料的收缩率,减少坯件开裂、变形。

作为优选，按占主成分与副成分总重量计，所述PVA粘结剂用量为0.05-1.5％。

作为优选，氧分压浓度控制为0.5％以下。

作为优选，其中成型体在1100℃至1300～1350℃的升温阶段升温速率为5℃～8℃/分钟，氧分压浓度控制为0.5％以下。为了降低材料的收缩率,减少坯件开裂、变形。