一种高性能软磁材料及其元件制备方法

本发明公开了一种高性能软磁材料,该材料包括主料和辅料,主料由51.5~53.5mol%的Fe2O3、6.5~8.5mol%的ZnO、28.5‑37.5mol%的Mn3O4以及余量的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成;辅料由0.08~0.58wt%的中空微珠、0.03~0.05wt%V2O5、0.01~0.03wt%Nb2O3、0.02~0.04wt%CaCO3、0.05~0.10wt%ZrO2以及0.10~0.20wt%Y2O3组成。本发明有效提高锰锌功率软磁铁氧体材料及其磁芯元件的机械强度,增强韧性,改善软磁铁氧体磁芯元件的脆性,减少运输时的破损及器件自动化装配中的应用断裂问题。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN201910907427.2
申请日期: 2019年9月24日
公开(公告)日: 2020年2月7日
公开(公告)号: CN110767405A
主分类号: H01F1/36,H01F1/00,H,H01,H01F,H01F1
分类号: H01F1/36,H01F1/00,H01F41/02,H01F41/00,C04B35/38,C04B35/00,C04B35/622,C04B35/00,H,C,H01,C04,H01F,C04B,H01F1,H01F41,C04B35,H01F1/36,H01F1/00,H01F41/02,H01F41/00,C04B35/38,C04B35/00,C04B35/622,C04B35/00
申请(专利权)人: 江西尚朋电子科技有限公司
发明(设计)人: 王宏,杨仕机
主申请人地址: 336200 江西省宜春市铜鼓县生态经济园
国别省市代码: 江西;36
主权项: 1.一种高性能软磁材料,包括主料和辅料,其特征在于: 所述主料按摩尔百分比由51.5~53.5mol%的Fe2O3、6.5~8.5mol%的ZnO、28.5-37.5mol%的Mn3O4以及余量的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成; 所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.08~0.58wt%的中空微珠、0.03~0.05wt%V2O5、0.01~0.03wt%Nb2O3、0.02~0.04wt%CaCO3、0.05~0.10wt%ZrO2以及0.10~0.20wt%Y2O3组成。 2.根据权利要求1所述的一种高性能软磁材料,其特征在于:所述辅料作为助熔剂、改性剂以及增韧剂使用,所述中空微珠的成分包括有55~65mol%的SiO2、26~35mol%的Al2O3以及其他Fe2O3、CaO、MgO、C、TiO2的杂质成分,且中空微珠的粒度为0.2-45μm。 3.根据权利要求1或2所述的一种高性能软磁材料,其特征在于:所述主料按摩尔百分比由51.5mol%的Fe2O3、6.5mol%的ZnO、37.5mol%的Mn3O4以及4.5mol%的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成;所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.08wt%的中空微珠、0.03wt%V2O5、0.01wt%Nb2O3、0.02wt%CaCO3、0.05wt%ZrO2以及0.10wt%Y2O3组成。 4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高性能软磁材料,其特征在于:所述主料按摩尔百分比由53.5mol%的Fe2O3、8.5mol%的ZnO、32.5mol%的Mn3O4以及5.5mol%的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成;所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.58wt%的中空微珠、0.05wt%V2O5、0.03wt%Nb2O3、0.04wt%CaCO3、0.10wt%ZrO2以及0.20wt%Y2O3组成。 5.根据权利要求1或2所述的一种高性能软磁材料,其特征在于:所述主料按摩尔百分比由52.5mol%的Fe2O3、7.5mol%的ZnO以及28.5mol%的Mn3O4以及9.5mol%的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成;所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.38wt%的中空微珠、0.04wt%V2O5、0.02wt%Nb2O3、0.03wt%CaCO3、0.08wt%ZrO2以及0.15wt%Y2O3组成。 6.根据权利要求1-5任一项所述的一种高性能软磁材料,其特征在于:所述主料按摩尔百分比由52.3mol%的Fe2O3、6.8mol%的ZnO、34.4mol%的Mn3O4以及6.5mol%的非晶合金Fe86P12.5C7.5组成;所述辅料按照所述高性能软磁材料的重量计由0.33wt%的中空微珠、0.05wt%V2O5、0.03wt%Nb2O3、0.03wt%CaCO3、0.05wt%ZrO2以及0.15wt%Y2O3组成。 7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高性能软磁材料元件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: S1、主料造粒:制备纳米级Fe2O3颗粒,该纳米级Fe2O3颗粒的颗粒直径为1-100nm,再选用颗粒直径<1.5μm的非晶合金Fe86P12.5C7.5粉粒;将ZnO和Mn3O4分别加入球磨机,用氧化物湿法工艺进行均匀混合,混合后再加入上述制备的纳米级Fe2O3以及非晶合金Fe86P12.5C7.5粉粒,进行二次均匀混合,制得主料混合料;将所述主料混合料加入球磨机球磨并搅拌均匀,然而加入喷雾塔内进行喷雾造粒; S2、制备预烧料和辅料:将上述喷雾好的一次料用回转窑在850℃的温度条件下预烧45min,制得预烧料,预烧时用鼓风机向窑内通入空气,使主料成分预合成;制备粒度为0.2-45μm的中空微珠和纳米级CaCO3颗粒,该纳米级CaCO3颗粒的直径为1-100nm; S3、掺杂辅料并再次造粒: 将预烧料放入砂磨机中进行砂磨,控制浆料粒度为1.3μm,然后停止研磨,掺杂辅料并在100~120rpm速度下进行搅拌;然后用喷雾干燥塔进行再次造粒,使颗粒目数分布在80~160目之间,制得锰锌软磁铁氧体材料的粉体; S4、冲压成型:以上述粉体为原料,在模具中冲压成型出磁芯元件的生胚,并在成型生胚的同时在胚件的不同位置形成相应角度的倒角或圆角。 8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于: 还包括生胚烧结前的生胚检测步骤,即 S5、生胚检测:按照1/30-1/20的抽检比例对上述生胚进行抽检检测,检测合格后进入下一工序。 9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于: 还包括步骤S6、低温烧结:生坯烧结前,先在露天放置24-72小时,使坯件在空气中膨胀,释放其内部应力,并使坯件内部的颗粒自由舒展;烧结时,采用1320-1350℃,保温4-6小时,还原气氛O2含量3-5%,阻止ZnO挥发。 10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法,其特征在于: 所述步骤S4还包括:在坯件的上下压制方向边角设计倒角,角度范围30-45度;在坯件的侧面内外拐角设计工艺圆角,范围在R0.2-R0.65。
法律状态: 公开,公开,公开,公开,公开,公开