專利名稱：一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種軟磁鐵氧體材料及其制造方法，尤其涉及一種應用于 多層片式電感器和磁珠的軟磁鐵氧體材料及其制造方法。
背景技術：
目前國內外用于生產疊層型片式電感器(和磁珠)的材料幾乎全部采
用以NiCuZn為基的軟磁鐵氧體材料，較常見的有初始磁導率分別為25、 50、 100、 200、 300、 400、 600等幾種，其中初始磁導率為25和50的一般用于 制作使用頻率較高的電感和磁珠，如尖峰型磁珠；初始磁導率為200、 300、 400、 600的則常用于制作使用頻率相對較低的大感量片式電感；而初始磁 導率為100左右的材料常用于制作中低感量段的常規產品，但其使用率最 高，約占片式電感家族總量的50% 80%，國內對初始磁導率ui為100的 NiCuZn軟磁鐵氧體的需求量約200噸/年。但用NiCuZn生產各類片式電感 和磁珠同時也具有以下缺點隨著近年來各類有色金屬及其氧化物價格的 快速上漲，特別是鎳價的上漲，用鎳量較高的u 100材料的制造成本已越來 越高。MgZn材料與NiZn、 MnZn材料同屬軟磁鐵氧體系列，用MgZn材料制 作磁芯也由來已久，但在片式電感生產領域卻一直未能取代NiZn材料，這 是因為MgZn材料與NiZn材料相比具有以下缺點燒結溫度更高，自諧振 頻率更低，燒結后瓷體密度較低，瓷體的機械強度較低等等，難以達到片 式電感器生產的要求。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種應用于多層片式電感器和磁珠 的含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料，本發明需解決的另外一個技術問 題是提供一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料的制造方法。
本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的 一種含鎂、鎳、
鋅元素的軟磁鐵氧體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe203 60 66molM、氧化鎳
Ni0 7 10mol%、氧化鎂MgO 7 10mol%、氧化鋅Zn0 10 15moiy。的、氧化 銅Cu0 3 6mol。/d。即將價態更穩定的Mg2+部分取代容易變價的Ni2+，與Cu2+、 Zn2+、 Fe3+等在高溫下合成尖晶石相復合型軟磁鐵氧體材料。材料的相對磁 導率高，磁性能穩定。
進一步上述軟磁鐵氧體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe203 62 66mol%、 氧化鎳NiO 8 10mol%、氧化鎂MgO 8 10mol%、氧化鋅ZnO 12 15mol%、 氧化銅CuO 4 6mol%，還加入0. 5 2 wt呢的助燒劑和0. 1 lwtyo的瓷體增強 劑，所述的助燒劑是BiA或V205—種或兩種物質；所述的瓷體增強劑是SiC 或SiN —種或兩種物質。在常溫常壓下，濕度為60~90%，用HP4291電橋、 高頻Q表等測試儀器測試初始磁導率P i HZ=100± 10、品質因數Q棚》130、 自諧振頻率fr》70MHz、體積電阻率Pv》l()8Q cm。該性能的軟磁鐵氧體 材料用于制作多層片式電感器和磁珠時,能在900士20。C范圍內與純銀內導 體無反應匹配共燒結，且燒結后芯片的機械強度滿足整機裝配過程所需的 強度。
本發明要解決的另外一個技術問題是通過以下技術方案實現上述含 鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料的制造方法，步驟為原材料處理、配 料、 一次球磨、干燥、打粉或過篩、預燒、二次配料、二次球磨、二次干
燥、二次打粉或過篩，其特征在于所述的預燒條件是在空氣爐中，以800
90(TC預合成。
更進一步所述的配料中，按摩爾份計，氧化鐵Fe203 60 66moB、氧 化鎳Ni0 7 10mol%、氧化鎂Mg0 7 10mol%、氧化鋅ZnO 10 15mol%、氧 化銅CuO 3 6mol%。優選的按摩爾份計，氧化鐵Fe203 62 66mol%、氧 化鎳NiO 8 10mol%、氧化鎂MgO 8 10mol%、氧化鋅ZnO 12 15mol%、氧 化銅CuO 4 6mol%。所述的二次配料指在己預燒的材料中加入0.5 2 wt% 的助燒劑和0. 1 lwt9()的瓷體增強劑。所述的助燒劑是BiA或V力5—種或 兩種物質；所述的瓷體增強劑是SiC或SiN —種或兩種物質。所述的二次 球磨中，粉體平均粒徑粉碎至1.0土0.2um。
在上述方法中，由于MgZn材料與NiZn材料相比具有以下優點價格 比MZn材料低得多，材料的初始磁導率較高，磁性能更穩定。在多層片式
電感器和磁珠的濕式流延中，漿料分散性更好，但原料成本可下降50%，更 為重要的是本發明將MgZn材料引入疊層型片式電感器的生產中。
具體實施例方式
本發明的主旨是通過在NiZnCu鐵氧體材料中添加MgZn，價態更穩定的 Mg2+部分取代容易變價的Ni2+,與Cu2+、 Zn2+、 Fe3+在高溫下合成尖晶石相復 合型軟磁鐵氧體材料，使其材料的初始磁導率高，磁性能更穩定，用于生 產疊層型片式電感器時，生產成本低。下面結合實施例對本發明的內容作 進一步詳述，實施例中所提及的內容并非對本發明的限定，材料中各個原 材料的選擇可因地制宜而對結果并無實質性影響。
首先，簡述本發明方法的基本方案。 一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧 體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe203 60 66moP/"氧化鎳Ni0 7 10mol%、 氧化鎂MgO 7 10mol%、氧化鋅ZnO 10 15mol96的、氧化銅CuO 3 6mol%0 該含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料的制造方法，步驟為原材料 處理、配料、 一次球磨、干燥、打粉或過篩、預燒、二次配料、二次球磨、 二次干燥、二次打粉或過篩，其特征在于所述的預燒條件是在空氣爐中，
以800 90(TC預合成。所述的二次配料指在已預燒的材料中加入0.5 2 wt呢的助燒劑和0. 1 lwt9&的瓷體增強劑。所述的二次球磨中，粉體平均粒 徑粉碎至1.0土0.2um
實施例l
一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe203 62mol%、氧化鎳Ni0 7 10moF。、氧化鎂Mg0 8moiyo、氧化鋅Zn0 10 15mol% 的、氧化銅Cu0 3 6mol%。
該含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料的制造方法，步驟為原材料 處理、配料、 一次球磨、干燥、打粉或過篩、預燒、二次配料、二次球磨、 二次干燥、二次打粉或過篩，其特征在于所述的預燒條件是在空氣爐中，
以800預合成。所述的二次配料指在已預燒的材料中加入BiA 0. 5 2wt% 和SiC 0. l lwt%。所得的軟磁鐵氧體材料ii i4MHz=100±10、 Q棚》130、 fr 》70MHz、 P v》108Q cm。
實施例2:
一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe203 63mol%、氧化鎳MO 7 10mol%、氧化鎂MgO 9mol%、氧化鋅ZnO 10 15mol% 的、氧化銅CuO 3 6mol%。
該含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料的制造方法，步驟為原材料 處理、配料、 一次球磨、干燥、打粉或過篩、預燒、二次配料、二次球磨、 二次干燥、二次打粉或過篩，其特征在于所述的預燒條件是在空氣爐中，
以800 90(TC預合成。所述的二次配料指在已預燒的材料中加入V2050. 5 2wt。/。和SiN0. l lwt%。所得的軟磁鐵氧體材料p i棚^100士10、 Q Hz》130、 fr》70MHz、 p v》108Q cm。
實施例3:
一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe203 64mol%、氧化鎳NiO 7 10mol%、氧化鎂MgO 10mol%、氧化鋅ZnO 10 15mol% 的、氧化銅CuO 3 6mol%。
該含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料的制造方法，步驟為原材料 處理、配料、 一次球磨、干燥、打粉或過篩、預燒、二次配料、二次球磨、 二次干燥、二次打粉或過篩，其特征在于所述的預燒條件是在空氣爐中， 以800預合成。所述的二次配料指在已預燒的材料中加入Bi203 0. 5 2 wt% 和SiN 0. l lwt%。所得的軟磁鐵氧體材料u i z=100±10、 Q棚》130、 fr 》70MHz、 p v》108q cm。
實施例4:
一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe203 65mol%、氧化鎳NiO 7 10mol%、氧化鎂MgO 10mol%、氧化鋅ZnO 10 15mol% 的、氧化銅CuO 3 6mol%。
該含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料的制造方法，步驟為原材料 處理、配料、 一次球磨、千燥、打粉或過篩、預燒、二次配料、二次球磨、 二次干燥、二次打粉或過篩，其特征在于所述的預燒條件是在空氣爐中，
以800 900'C預合成。所述的二次配料指在已預燒的材料中加入V2050. 5 2 wt%和SiCO. 1 lwtyo。所得的軟磁鐵氧體材料u i柳^100土10、Q條》130、 fr》70MHz、 p v》108Q cm。
權利要求
1、一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe2O360～66mol％、氧化鎳NiO 7～10mol％、氧化鎂MgO 7～10mol％、氧化鋅ZnO 10～15mol％、氧化銅CuO 3～6mol％。
2、 根據權利要求1所述的軟磁鐵氧體材料，其特征在于按摩爾份計， 氧化鐵Fe203 62 66mol%、氧化鎳NiO 8 10mol%、氧化鎂MgO 8 10mol%、 氧化鋅ZnO 12 15mol%、氧化銅CuO 4 6mol%。
3、 根據權利要求2所述的軟磁鐵氧體材料，其特征在于按重量份計， 還加入0.5 2 wtX的助燒劑和0. 1 lwt。/。的瓷體增強劑，所述的助燒劑是 Bi203或V20 s—種或兩種物質；所述的瓷體增強劑是SiC或SiN —種或兩種 物質。
4、 根據權利要求3所述的軟磁鐵氧體材料，用于制作多層片式電感器 和磁珠。
5、 一種根據權利要求1 3中任一項所述的含鎂、鎳、鋅元素的軟磁 鐵氧體材料的制造方法，步驟為原材料處理、配料、 一次球磨、干燥、 打粉或過篩、預燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過篩， 其特征在于所述的預燒條件是在空氣爐中，以800 90(TC預合成。
6、 根據權利要求5所述的軟磁鐵氧體材料的制造方法，其特征在于 所述的二次配料指在已預燒的材料中加入0.5 2 wt。/。的助燒劑和0. l lwtW的瓷體增強劑。
7、 根據權利要求6所述的軟磁鐵氧體材料的制造方法，其特征在于-所述的助燒劑是BiA或V20s—種或兩種物質；所述的瓷體增強劑是SiC或 SiN—種或兩種物質。
8、 根據權利要求7所述軟磁鐵氧體材料的制造方法，其特征在于所 述的二次球磨中，粉體平均粒徑粉碎至1.0土0.2um。
全文摘要
本發明公開了一種含鎂、鎳、鋅元素的軟磁鐵氧體材料，按摩爾份計，氧化鐵Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 60～66mol％、氧化鎳NiO 7～10mol％、氧化鎂MgO 7～10mol％、氧化鋅ZnO 10～15mol％、氧化銅CuO 3～6mol％。該制造方法的步驟為原材料處理、配料、一次球磨、干燥、打粉或過篩、預燒、二次配料、二次球磨、二次干燥、二次打粉或過篩，所述的預燒條件是在空氣爐中，以800～900℃預合成。所得的軟磁鐵氧體材料初始磁導率為100左右，磁性能穩定，用于生產疊層型片式電感器時，生產成本低。
文檔編號C04B35/26GK101354941SQ20081002818
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者伍尚國, 徐舒景, 強 李, 王勇軍, 陳加旺, 陳志華 申請人:廣東風華高新科技股份有限公司