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CN103664154B - 高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料配方及工艺 - Google Patents

高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料配方及工艺 Download PDF

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CN103664154B
CN103664154B CN201210352425.XA CN201210352425A CN103664154B CN 103664154 B CN103664154 B CN 103664154B CN 201210352425 A CN201210352425 A CN 201210352425A CN 103664154 B CN103664154 B CN 103664154B
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Abstract

高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料配方及工艺，它涉及软磁铁氧体物理技术领域，它的配方为：Fe2O3(50～65mol％)、MnO(1～4mol％)、ZnO(10～20mol％)、TiO2(1～4mol％)、Co2O3(0.1～0.5mol％)、Li2CO3(15～28mol％)、Bi2O3(0.2～0.8mol％)，本发明配方设计的独创性在于，在保证产品性能不变的前提下用LiCO3代替了镍锌铁氧体中的NiO，从而大幅降低了生产成本，具有良好的经济效果和社会价值。

Description

高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料配方及工艺
技术领域：
本发明涉及软磁铁氧体物理技术领域，具体涉及一种高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料配方及工艺。
背景技术：
高性能软磁铁氧体技术是较成熟的技术，MnZn铁氧体材料通常使用1MHZ以下作电感率，变压器，震荡圈磁芯，占软磁铁氧体市场的20％，也是价格比较低的软磁铁氧体材料，但是MnZn铁氧体的技术存在以下缺陷：使用频率高限于1MHZ以下，且电阻率低，居里温度小于300℃，设备投入高，工艺难度大；而NiZn软磁铁氧体，电阻率已可达到106，高频损耗小，居里温度高(小于500℃)，生产设备比MnZn简单，在空气中烧结，磁导率为8～3000，应用特别广泛，仅次于MnZn材料，但是NiZn铁氧体为多孔性材料，易受潮，使用贵金属氧化物材料NiO，制造成本高；MnZn铁氧体材料，可部分代替NiZn铁氧体，用于10～100MHz频段，工艺和NiZn基本相同，到目前为止，铁氧体材料只限于偏转磁芯应用，和EMI/RFI磁芯，价格便宜，滤波性能较差，电磁性能不如NiZn；LiZn软磁铁氧体居里温度高，电阻率高，烧结温度低，生产设备相对简单，节能，很多领域里可以取代价格昂贵的NiZn铁氧体材料，但是高温条件下，Li容易挥发，生产工艺复杂，难度大。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料配方及工艺，配方设计的独创性在于用LiCO3替代了镍锌铁氧体中的NiO，大幅降低了材料成本，降低了烧结温度，从而节约了能源，具有良好的经济效果和社会价值。
本发明具有居里温度高、aF小、λS和K1也较低，对应用敏感性也较低。本发明进行了离子置换，如Ti、Zn、Mn、Ni、Co等，通过置换可以得到所需要的有应用价值的电磁特性，满足用户需求，更为重要的是本发明使用到的Li2CO3成本只有NiO的25％，而且比NiFeO2的原材料成本低50％。Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料的性能已经达到了NiZn铁氧体材料的水平。Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料在软磁领域应用基础上是空白，在文献资料和教科书上也无法查阅。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：
本发明的配方为：Fe2O3(50～65mol％)、MnO(1～4mol％)、ZnO(10～20mol％)、TiO2(1～4mol％)、Co2O3(0.1～0.5mol％)、Li2CO3(15～28mol％)、Bi2O3(0.2～0.8mol％)。
本发明的工艺流程为：1、混料：将Fe2O3、Li2CO3、MnO、ZnO、TiO2、Co2O3、Bi2O3按上述配方采用砂磨机混料，弥散剂为去离子水，料∶球∶水＝1∶0.8∶5，混料时间2小时，离心脱水烘干破碎，过20目筛；
2、预烧：设备为空气推板窑(17m)，预烧结室温800℃～950℃；
3、磨料：采用300kg球磨机，Hc≥60，料∶水∶球＝1∶0.7～0.9∶4，球磨时间为18至24小时，离心脱水，烘干；
4、造粒：采用机械进行造粒，粘合剂为Pcv-1788，Pcv∶去离子水＝500kg∶45kg，自动搅拌加热溶解，料块破碎过70目筛，粉∶料∶粘合剂＝100∶10∶12，反复碾压3至4次，调湿(含水量约6％)破碎过筛；
5、成型：将颗粒料调湿，含水量约3％±0.5，加硬脂酸锌1～1.5％，采用混料机混料10～15分钟，再通过60～140目筛，颗粒料满足成型要求，压制标环和产品。
6、烧结：采用空气推板窑，烧结温度为800℃～1000℃。
本发明具有以下有益效果：它在原有配方中用碳酸锂替代了氧化镍，降低了材料成本，还提高产品性能，产品一致性好，节约了能源，具有良好的经济效果和社会价值。
具体实施方式：
本具体实施方式采取以下技术方案：本具体实施方式的配方为：Fe2O3(50～65mol％)、MnO(1～4mol％)、ZnO(10～20mol％)、TiO2(1～4mol％)、Co2O3(0.1～0.5mol％)、Li2CO3(15～28mol％)、Bi2O3(0.2～0.8mol％)。
本具体实施方式的工艺流程为：1、混料：将Fe2O3、Li2CO3、MnO、ZnO、TiO2、Co2O3、Bi2O3按上述配方采用砂磨机混料，弥散剂为去离子水，料∶球∶水＝1∶0.8∶5，混料时间2小时，离心脱水烘干破碎，过20目筛；
2、预烧：设备为空气推板窑(17m)，预烧结室温800℃～950℃；
3、磨料：采用300kg球磨机，Hc≥60，料∶水∶球＝1∶0.7～0.9∶4，球磨时间为18至24小时，离心脱水，烘干；
4、造粒：采用机械进行造粒，粘合剂为Pcv-1788，Pcv∶去离子水＝500kg∶45kg，自动搅拌加热溶解，料块破碎过70目筛，粉∶料∶粘合剂＝100∶10∶12，反复碾压3至4次，调湿(含水量约6％)破碎过筛；
5、成型：将颗粒料调湿，含水量约3％±0.5，加硬脂酸锌1～1.5％，采用混料机混料10～15分钟，再通过60～140目筛，颗粒料满足成型要求，压制标环和产品。
6、烧结：采用空气推板窑，烧结温度为800℃～1000℃。
本具体实施方式具有以下有益效果：它的配方设计的独创性在于，在保证产品性能不变的前提下用LiCO3代替了镍锌铁氧体中的NiO，从而大幅降低了生产成本，具有良好的经济效果和社会价值。

Claims (1)

1.高频高电阻率Li-Ti-Zn软磁铁氧体材料，其特征在于它的配方为：50～65mol％Fe2O3、1～4mol％MnO、10～20mol％ZnO、1～4mol％TiO2、0.1～0.5mol％Co2O3、15～28mol％Li2CO3、0.2～0.8mol％Bi2O3，其中用Li2CO3替代了镍锌铁氧体中的NiO。
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