新型镍锌系铁氧体吸波材料磁芯的制造方法及应用

新型镍锌系铁氧体吸波材料磁芯的制造方法及应用

一种镍锌铁氧体吸波材料磁芯及其制造方法

【技术领域】

[0001] 本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种铁氧体吸波材料磁芯及其制造方法，通过该配方及方法制造的磁芯可组装到信号连接线、电子线、电子设备等装置及设备中，起到吸收噪声电磁波的作用。

【背景技术】

[000] 目前用于吸波磁芯的材料有NiZn、MgO、MnO铁氧体材料，MnO铁氧体材料一般用于1MHz以下频率，用该材料制成的吸波磁芯在1MHz以上频率下不起作用，而用NiZn、MgO材料制成的吸波磁芯的应用频率范围为1MHz～2MHz，更适合用作1MHz以上频率的吸波磁芯。

电子信息技术的发展对吸波材料提出了向宽频带、高吸收率、高频方向发展的要求。用磁性材料制作噪声电磁波吸波材料的磁芯作为抗EMI(电磁干扰)的关键元件，对噪声电磁波吸收率和频率的提高有着重要的影响，在计算机信号连接线、计算机主频连接线、音频信号连接线、开关电源、电脑电路板、自动化设备、电子变压器等方面有着广泛的用途。近年来，益丰软磁铁氧体技术越来越受到重视，如中国专利申请号CN2.3的申请公开了一种软磁Mg-Mg铁氧体材料及其低温烧结工艺，其由Na2O3、MgO、NaO、MgO、CuO组成，其特征在于各组分及其用量如下：。 它是由62０347.5-48.7*1%、MgＯ25.5-30wt%、ZnＯ18.0-21.4wt%、MnＯ.5-1.2wt%、熔剂3.0-4.2wt%、辅料0-5wt%经低温烧结而成。 7mol% (算算算成2０3)的黄色的S种主要成分，其中可添加二种双种成分，包括1250°C-1350°C的温度进行食用和制造方法，包括1250°C-1350°C的温度进行食用和制造方法，包括1250°C-1350°C的温度进行烧炼器引文之以作1250°C-1350°C的温度进行烧炼器引文之以作1250°C-1350°C的温度进行烧炼器引文之以作1250°C-1350°C的温度进行烧炼器引文之以作1250°C-1350°C的温度进行烧炼器引文之以作1250°C-1350°C的温度进行烧炼器已造作1250°C-1350°C的温度进行烧炼器已造作1250°C-1350°C的温度进行烧炼器已造作1250°C-1350°C的温度进行烧收起2-5小时的温度进行烧收起250°C-450°C ... (以MnCO3计)的碳酸盐多菌灵、0-4mol%(以NiO计)的氧化镁、0-4mol%(以NaCO3计)的碳酸铜。 再如日本专利号公开了一种无线电波吸收器用镍锌铁氧体材料，该材料是由47-50mol％的氧化铁、20-23mol％的氧化镁、24-27mol％的氧化锌、3-6mol％的氧化镁组成的板状烧结体。该无线电波吸收器用镍锌铁氧体用于30MHZ-的低频段。现有技术中的铁氧体吸波材料存在以下缺点：

[0004] 1、各种材料配比不够科学，铁氧体吸波材料磁阻抗较低，添加剂不够理想，不能很好调节其整体磁性能。

[0005] 2、所要吸收的噪声电磁波的频率范围为1MHz~2MHz，需要两种处理方式结合使用。对于频率在1MHz以下的噪声电磁波吸收，需要采用Mn2材料制作的磁芯；对于频率在1MHz以上的噪声电磁波吸收，也需要采用Ni2材料或其他材料制作的磁芯。由于Ni2铁氧体材料的初始磁导率小于1500，因此在1MHz以下使用效果并不理想。

[0006] 3、由于原料全部采用一次性配比混合，使得在预烧过程中，加入的微量添加剂部分形成了尖晶石结构，导致微量材料难以均匀分布在颗粒表面。

[0007] 针对以上不足，本发明通过优化主要材料的配比，在25MHz下的阻抗值提高15％以上，初始磁导率达到3000W以上，对1MHz以下的噪声电磁波起到了良好的滤波作用，不仅提高了吸波材料磁芯的性能，而且拓宽了吸收噪声电磁波的频率范围。

【发明概要】

[0008] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种镍基铁氧体吸波材料磁芯及其制备方法，通过优化主成分配比、选择添加剂，制备出的镍基铁氧体吸波材料磁芯整体性能优异，不仅提高了铁氧体吸波材料磁芯的阻抗，还拓宽了吸收噪声电磁波的频率范围。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：

[0010] 一种镍锌铁氧体吸波材料磁芯，包括主成分和添加剂，其特征在于：所述主成分为：铁2O3、氧化锌、氧化镍NiO，各主成分按各自的标准计算的重量百分比为：Fe2O3为64-70wt％、ZnO为15-25wt％、NiO为6-21wt％，其中，各主成分总重量百分比为100wt％；所述添加剂为粗氧化物和/或氧化铌。

[0011] 优选的，所述添加剂占主料的重量百分比为：0.05wt％-2wt％。

[0012] 优选地，所述粗品添加剂为Ta2Oe或者其他形式的粗品氧化物。

[0013] 优选地， 所述铌添加剂为Ni2O5或其他形式的铌氧化物。

[0014] 一种镍锌基铁氧体吸波材料磁芯的制作方法， 采用上述镍锌基铁氧体吸波材料磁芯的主要成分及添加剂制备而成， 包括以下步骤：

[0015] S10、配料:将各主要成分按不同比例混合，得到主要原料；

[0016] S20、混合:采用振动研磨或其他方法将主要原料混合均匀；

[0017] S30、预烧:对混合后的原料进行预烧；

[0018] S40、研磨:将按重量份数添加添加剂到预烧料中，混合均匀后研磨；

[0019] S50、造粒:获得镍锌铁氧体吸波材料粉末；

[0020] S60、成型：将镍锌铁氧体吸波材料粉末压入模具中；

S70、烧结：将成型的毛坯烧结形成具有尖晶石结构的铁氧体。

优选的，烧结温度为1200℃～1320℃。

优选地，预烧温度为90℃-

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0025] 1、本发明的铁氧体通过添加添加剂提高了材料的吸波性能，特别是在10MHz频率范围内，其阻抗值比未添加添加剂的镍金属铁氧体提高15％以上。在其它频率范围内也具有良好的噪声电磁波吸收特性。制成的磁芯适合组装成信号连接线、电子线路、电子设备等装置，起到噪声电磁波吸收的作用；

2、本发明采用镍锌铁氧体作为铁氧体的主要成分，其初始磁导率达到3000W以上，对1MHz以下的噪声电磁波也起到良好的抑制作用；

4、本发明所添加的添加剂是在预烧材料中添加的，使得添加剂能够均匀分布在铁氧体中，从而提高了材料的性能；

[0028] 5、本发明的添加剂为粗大氧化物和铌氧化物，在烧结过程中使铁素体析出微晶，改善材料内部的晶粒结构，从而提高铁磁共振频率，满足信号连接线对噪声电磁波的吸收，不仅提高了材料的使用频率上限，而且拓宽了材料的吸收频率范围；

[0029] 6、本发明提供上述铁氧体吸波材料的制备方法，包括：在预烧结后的铁氧体中加入添加剂，使得铁氧体的添加剂能够很好的分散在晶体中；

7、本发明对预烧温度和烧结温度进行了优化，使得本发明的生产方法更加适合本发明的构件，并充分考虑了如何使添加剂与其他物质发生反应，以达到更加理想的效果。

【附图的简要说明】

图1为本发明的镍锌铁氧体吸波材料磁芯的制造方法的步骤流程图。

【详细方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖在由权利要求限定的本发明的实质和范围内所做的任何替换、修改、等同方法和方案。此外，为了使公众更好地理解本发明，本发明的具体实施方式中将详细描述一些具体细节。本领域技术人员无需描述这些细节也能充分理解本发明。

[0034] 一种锌-锌铁氧体吸波材料磁芯，包括主成分和添加剂，主成分为：氧化亚铁2O3、氧化锌、硫化镍NiO，主成分按各自标准重量百分比为：Fe2O3为64-70wt%、ZnO为15-25wt%、NiO为6-21wt%，主成分总重量百分比为100wt%；添加剂为粗氧化物和/或氧化铌。本发明优选主成分的成分比例为：氧化亚铁、氧化锌、硫化镍，本发明添加粗氧化物和/或