[發明專利]一種生成納米晶界高電阻率膜降低鎳鋅鐵氧體功率損耗的方法

有效

• 申請號: 201710936392.6
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107778001B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 嚴密;金佳瑩;姜銀珠;霍驊鑫;包大新;杜陽忠;魏中華
• 申請（專利權）人: 浙江大學;橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: C04B35/30
• 分類號: C04B35/30;C04B35/626;C04B35/64;H01F1/36;H01F41/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種生成納米晶界高電阻率膜降低鎳鋅鐵氧體功率損耗的方法，通過添加納米級低熔點氧化物，形成核殼結構晶粒，從而降低鎳鋅鐵氧體的功率損耗。本發明的創新性在于采用高預燒溫度，使預燒粉獲得較高的鐵氧體百分比，通過球磨，使鐵氧體粉尺寸降低到單疇尺寸以下，然后添加納米級低熔點氧化物，燒結時在鐵氧體顆粒表面熔化，形成具有納米級晶界高電阻率膜的核殼結構晶粒，從而同時大幅度降低鎳鋅鐵氧體的磁滯損耗和渦流損耗。

技術領域

本發明涉及一種生成納米晶界高電阻率膜降低鎳鋅鐵氧體功率損耗的方法，屬于磁性材料技術領域。

背景技術

軟磁鐵氧體作為一種重要的元器件材料，主要制成磁心用于各種電感器、變壓器、濾波器和扼流圈的制造，廣泛應用在現代電力及電子信息等領域，如電腦及其外部設備、辦公自動化設備、數字通信和模擬通信設備、互聯網、家用電器、電磁兼容設備、綠色照明裝置、工業自動化和汽車、航空、航天及軍事領域。相對于其他軟磁材料，軟磁鐵氧體的優勢在于電阻率相對較高，這抑制了渦流的產生，使鐵氧體能應用于高頻領域；采用陶瓷工藝易于制成各種不同的形狀和尺寸；化學特性穩定、不生銹；較低的制造成本。

軟磁鐵氧體中應用最廣泛、產量最大的的是錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體。其中鎳鋅鐵氧體由于其電阻率可達10⁵～10⁸歐姆/米，高于錳鋅鐵氧體的電阻率，所以更合適在高頻1～300MHz下作為軟磁材料使用，其居里溫度較錳鋅鐵氧體較高，飽和磁化強度最高可以到0.5T，主要應用于高頻功率電感器、含線性線圈、扼流線圈、片式電感器、EMI濾波電感器、共模線圈等。除此之外，NiZn鐵氧體制備過程由于不需要控制燒結氣氛，所以制備工藝要比MnZn鐵氧體簡單。隨著工業與科學技術的不斷進步，保證優異磁性能的同時，電子元器件在更加趨于高頻化，小型化，要求更低的工作損耗，如中國專利(CN200510060652.5)公布了一種高初始磁導率、低損耗NiZn鐵氧體材料及其制備方法，中國專利(CN201110226332.8)公布了一種超低功耗鎳鋅鐵氧體及其制備方法，中國專利(CN201611012640.X)公布了一種功率型鎳鋅鐵氧體材料及其制備方法。但是，隨著使用頻率的升高，功率損耗中渦流損耗的值會成正比的增加，所以，通過成分和工藝來進一步降低NiZn鐵氧體在高頻下工作的功率損耗大小依然具有實際意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生成納米晶界高電阻率膜降低鎳鋅鐵氧體功率損耗的方法，主要通過采用較高預燒溫度獲得高鐵氧體百分比的預燒粉，采用合理的球磨工藝，控制鐵氧體粉體的直徑達到單疇尺寸，采用添加納米級高電阻低熔點氧化物，燒結時在鐵氧體顆粒表面熔化，形成納米晶界高電阻率膜的核殼結構晶粒，從而同時大幅度降低鎳鋅鐵氧體的磁滯損耗和渦流損耗。

本發明的技術方案如下：

一種生成納米晶界高電阻率膜降低鎳鋅鐵氧體功率損耗的方法包括如下步驟：

(1)一次配料

按化學式Ni_xZn_yFe_3-x-yO₄，其中：x＝0.2～0.8，y＝0.2～0.8，計算得到主成分各含Ni、Zn、Fe化合物的質量百分數進行配料；所述的含Ni、Zn、Fe化合物選自金屬氧化物：Fe₂O₃、ZnO、NiO等。

(2)一次球磨

將主成分均勻混合，將所稱取的主成分放入球磨機，球磨1～5h，得到一次球磨粉料；

(3)預燒結

將一次球磨后得到的粉料，在600～1350℃的預燒溫度下保溫1～4小時，得到部分已經形成尖晶石結構的預燒粉料；

(4)二次配料