一種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于汽車電子或常規(guī)抗EMI共模濾波器的具有尖晶石結(jié)構(gòu)的軟磁鐵氧體磁性材料及其制備方法，具體涉及一種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著汽車電子不斷向著高頻方向發(fā)展，電磁干擾EMI問(wèn)題也日益突現(xiàn)。電源噪聲是電磁干擾（EMI）的一種，其傳導(dǎo)噪聲的頻譜大致為10kHz～30MHz，最高可達(dá)150MHz。針對(duì)汽車電子的這種狀況，相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制訂了相應(yīng)的控制要求，電源端口和信號(hào)端口的傳導(dǎo)EMI控制頻率范圍都為10kHz～108MHz。在常規(guī)的溫度范圍要求下，抗電磁干擾EMI方面，居里溫度在140℃以內(nèi)，磁導(dǎo)率在10000附近的錳鋅高磁導(dǎo)率鐵氧體磁心可作為廉價(jià)且實(shí)用的共模濾波器件，但由于汽車電子實(shí)際的溫度范圍要求為-40℃～150℃，原有的高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料的居里溫度不適合汽車電子共模濾波器的溫度要求。而現(xiàn)有居里溫度大于150℃錳鋅鐵氧體材料不是常溫的磁導(dǎo)率太低就是磁導(dǎo)率的溫度穩(wěn)定性差。本發(fā)明“一種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料及制備方法”就是針對(duì)汽車電子共模濾波器應(yīng)用所開發(fā)的。

經(jīng)過(guò)專利調(diào)研，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有很多公開的高磁導(dǎo)率錳鋅軟磁鐵氧體材料及制備方法的專利文獻(xiàn)。如：公開號(hào)為CN 101259999A的“高磁導(dǎo)率軟磁鐵氧體材料及其制造方法”發(fā)明專利，講述了高磁導(dǎo)率軟磁鐵氧體的原料組成為Fe₂O₃在50-56mol%，MnO在23-27mol%，ZnO在20-26mol%，以及副成份MoO₃在0.12%，Bi₂O₃在0.15%以下，Nb₂O₅在0.01-0.1%之間，燒結(jié)保溫溫度為1350℃～1450℃，保溫時(shí)間為5～6小時(shí)。公開號(hào)為CN 1677579A的“寬頻錳鋅系高磁導(dǎo)率軟磁鐵氧體材料”發(fā)明專利公開了一種寬頻的Mn-Zn系高磁導(dǎo)率軟磁鐵氧體材料及其制備方法，該軟磁鐵氧體材料包含50-56mol% 的Fe₂O₃，20-30mol%的MnO和20-30mol%的ZnO，還包含兩種或兩種以上選自于如下一級(jí)物質(zhì)的添加劑：TiO₂、SnO₂、BaTiO₃、ZrO₂、MgO、CaO、CoO、Nb₂O₅、V₂O₅、Li₂O、Bi₂O₃、CuO和Mo₂O₃，以Fe₂O₃、MnO、ZnO的重量計(jì)，所術(shù)添加劑的重量百分含量為0.01～2.5%，預(yù)燒工序的溫度控制在850-950℃的范圍內(nèi)，燒結(jié)工序是在氮?dú)獗Ｗo(hù)、1280-1330℃下進(jìn)行的，其初始磁導(dǎo)率μ_i≥10000，而截止頻率fr≥400kHz。但以上兩外專利材料的居里溫度都小于140℃。專利號(hào)為ZL200910308782.4的發(fā)明涉及一種高初始磁導(dǎo)率高居里溫度的Mn-Zn鐵氧體材料，其組成包括主成份和輔助成份，所述主成份組成為：氧化鐵為50-55mol%、氧化鋅為15-25mol%、其余為氧化錳；按主成份總重量計(jì)的輔助成份包括:氧化鈣50-400ppm、氧化鉍50-1000ppm和氧化鉬50-800ppm；該發(fā)明的Mn-Zn鐵氧體材料具有起始磁導(dǎo)率μ_i為8000-12000，居里溫度大于170℃的特點(diǎn)。ZL200910308782.4專利材料雖然解決了居里溫度低的問(wèn)題，但當(dāng)常溫的磁導(dǎo)率在大于9000以上時(shí)，在25℃到100℃的區(qū)間內(nèi)材料的磁導(dǎo)率溫度穩(wěn)定性不夠理想，制成的器件隨溫度的變化性能不穩(wěn)定。

因此汽車電子抗EMI用的共模濾波器需要開發(fā)一種居里溫度大于150℃、磁導(dǎo)率-溫度穩(wěn)定性好的錳鋅軟磁鐵氧體材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料及其制備方法，以滿足汽車電子抗EMI在高溫150度時(shí)的需求，采用本發(fā)明方法制備的錳鋅高磁導(dǎo)率鐵氧體材料用于汽車電子抗EMI有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一、居里溫度T_c大于150℃；二、起始磁導(dǎo)率μ_i =10000±2000；三、材料磁導(dǎo)率-溫度特性在25℃～80℃范圍內(nèi)穩(wěn)定性好，80℃與25℃起始磁導(dǎo)率的相對(duì)溫度因數(shù)α_F為（-0.5～0.6）×10^-6/℃，磁導(dǎo)率二峰與一峰間的谷點(diǎn)值大于8000；四、材料的磁導(dǎo)率-頻率特性優(yōu)良，截止頻率f_r≥400kHz， 200kHz的磁導(dǎo)率是10kHz的90%以上，高頻（500kHz～10MHz）阻抗特性優(yōu)秀。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料，其主相為尖晶石結(jié)構(gòu)，其原料主成份為52.0～53.0mol%的Fe₂O₃、17.0～20.5mol%的ZnO，其余為MnO；其輔料為分析純級(jí)的CuO、CaCO₃、Ta₂O₅、In₂O₃、Bi₂O₃；當(dāng)所述 Fe₂O₃含量增加，所述ZnO和CuO含量也相應(yīng)增加。

作為一種優(yōu)選，所述Fe₂O₃的純度＞99.2%，所述Mn₃O₄的純度＞71.0%，ZnO的純度＞99.5%。

作為一種優(yōu)選，其原料主成份Fe₂O₃為52.4～52.8mol%；輔料CuO為0.04～0.1wt%。

如附圖1所示，主成份在如圖1中所示近似矩形的粗實(shí)線上取值，輔料為0.02～0.08wt%的CuO，更重要的是本發(fā)明要求：隨著Fe₂O₃含量的增加，ZnO和CuO含量都要相應(yīng)增加，在如圖1所示的粗實(shí)線上取值，F(xiàn)e₂O₃含量與ZnO的含量基本線性相關(guān)。

一種制作如上所述的汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料的制備方法，工藝步驟為（1）配料，（2）混合，（3）預(yù)燒，（4）粉碎，（5）造粒，（6）壓制成型和（7）燒結(jié)；具體步驟如下：

一種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料的制備方法如下：

（1）配料：本發(fā)明的主成份為52.0～53.0mol%的Fe₂O₃、17.0～20.5mol%的ZnO，其余為MnO；根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量、相應(yīng)摩爾比和各原料的純度計(jì)算出所需原材料的質(zhì)量，MnO要轉(zhuǎn)化為Mn₃O₄的質(zhì)量，并稱取各原材料，再根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量稱取0.01～0.15wt%CuO輔料；

（2）混合：用振磨機(jī)使步驟（1）的各原輔材料充分混合，混合30分鐘；

（3）預(yù)燒：將步驟（2）混合完成的原料在箱式爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)在空氣氣氛中焙燒，焙燒溫度為850～950℃，保溫30～100分鐘；

（4）粉碎：在步驟（3）制作的預(yù)燒料中添加0.01～0.15wt%CaCO₃、0.005～0.08wt%Ta₂O₅、0.01～0.08wt%In₂O₃、0.01～0.08wt%Bi₂O₃輔料后用臥式珠磨機(jī)進(jìn)行粉碎；

（5）造粒：將步驟（4）制備完成的料漿用噴霧或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行造粒；

（6）壓制成型：將步驟（5）的顆粒料用全自動(dòng)干粉壓機(jī)壓制成型為相應(yīng)的產(chǎn)品坯件，成型的產(chǎn)品坯件密度控制在2.95～3.1g/cm³；

（7）燒結(jié)：將步驟（6）壓制成型的產(chǎn)品毛坯按一定的擺放方式排列后放入鐘罩爐內(nèi)在平衡氧氣氛下和終燒溫度為1300℃～1400℃的條件下燒結(jié)，保溫1～5小時(shí)。

作為一種優(yōu)選，所述預(yù)燒步驟（3）中彌散劑采用純水，臥式珠磨機(jī)中的介質(zhì)采用Φ0.4～0.55mm的鋯球，臥式珠磨最終使料漿粒徑控制在0.3μm≤D50≤0.6μm、0.5μm≤體平均粒徑≤0.8μm。

作為一種優(yōu)選，所述燒結(jié)步驟（7）用氮?dú)獗Ｗo(hù)的平衡氧分壓氣氛，為進(jìn)一步減小鋅的揮發(fā)，高溫段的總氣流量控制在10%～30%。

作為一種優(yōu)選，所述燒結(jié)步驟（7）采用階梯保溫升溫的方法，1250℃保溫1小時(shí)，1300℃保溫1小時(shí)，1350℃保溫1小時(shí)，終燒結(jié)的溫度控制在1380℃±15℃，保溫2～4小時(shí)，保溫氧氣含量為3.0～7.0%，升溫段的800℃到降溫段的900℃之間的總氣流量控制在15%～20%。

作為一種優(yōu)選，升溫段和降溫段的溫度工序如下：

（1）升溫、保溫段溫度工序

20℃～150℃：5℃/分鐘；

150℃～300℃：1.5℃/分鐘，300℃保溫1小時(shí)；

300℃～600℃：3℃/分鐘；

900℃～1250℃：5℃/分鐘，1250℃保溫1小時(shí)；

1250℃～1300℃：2.5℃/分鐘，1300℃保溫1小時(shí)；

1300℃～1350℃：2.5℃/分鐘，1350℃保溫1小時(shí)；

1350℃～1380℃±15℃：4℃/分鐘，1380℃±15℃保溫2～4小時(shí)；

（2）降溫段溫度工序

1380℃±15℃～1200℃：5℃/分鐘；

1200℃～800℃：4℃/分鐘；

800℃～500℃：2℃/分鐘；

400℃～100℃：1.5℃/分鐘。

本發(fā)明錳鋅鐵氧體屬于混合尖晶石結(jié)構(gòu)的材料，材料的居里溫度直接受配方中鐵鋅比的影響，要想保證材料的居里溫度高就必須用高鐵低鋅含量的配方。但由于高磁導(dǎo)率錳鋅軟磁鐵氧體材料的磁導(dǎo)率二峰位置設(shè)計(jì)在常溫附近，鐵含量的提高會(huì)使材料中Fe²⁺的含量上升，直接導(dǎo)致材料磁導(dǎo)率二峰值與一峰間的谷點(diǎn)值差異加大，使材料磁導(dǎo)率溫度穩(wěn)定性惡化；另外抗EMI要求材料的磁導(dǎo)率-頻率特性良好，既要求材料的起始磁導(dǎo)率高又要求材料的磁導(dǎo)率的截止頻率高于400kHz。針對(duì)以上兩個(gè)矛盾，本發(fā)明在應(yīng)用高鐵低鋅配方的基礎(chǔ)上，一、以低熔點(diǎn)的Bi₂O₃和CuO組合降低燒結(jié)溫度的同時(shí)，用適量的Cu²⁺切實(shí)降低Fe²⁺和Mn³⁺的濃度，從而提高材料電阻率降低材料損耗，降低材料中Mn²⁺被氧化的風(fēng)險(xiǎn)提高磁導(dǎo)率；二、用In₂O₃和Ta₂O₅組合控制高溫?zé)Y(jié)時(shí)的晶粒生長(zhǎng)，促進(jìn)晶粒的細(xì)化和均勻生長(zhǎng)，提高磁導(dǎo)率的截止頻率，另外，利用In³⁺在還原氣氛下易生成In²⁺的特性進(jìn)一步降低Fe²⁺濃度，提高材料的磁導(dǎo)率-溫度穩(wěn)定性；三、應(yīng)用多臺(tái)階式升溫、低終燒結(jié)溫度、短的終燒保溫時(shí)間和低氣流量的燒結(jié)工藝，以促進(jìn)材料晶粒的均勻生長(zhǎng)和細(xì)化，在提起始高磁導(dǎo)率的同時(shí)提高材料的磁導(dǎo)率的截止頻率。

本發(fā)明的有益效果是: 本發(fā)明滿足了汽車電子抗EMI在高溫150度時(shí)的需求，采用本發(fā)明方法制備的錳鋅高磁導(dǎo)率鐵氧體材料用于汽車電子抗EMI有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一、居里溫度T_c大于150℃；二、起始磁導(dǎo)率μ_i =10000±2000；三、材料磁導(dǎo)率-溫度特性在25℃～80℃范圍內(nèi)穩(wěn)定性好，80℃與25℃起始磁導(dǎo)率的相對(duì)溫度因數(shù)α_F為（-0.5～0.6）×10^-6/℃，磁導(dǎo)率二峰與一峰間的谷點(diǎn)值大于8000；四、材料的磁導(dǎo)率-頻率特性優(yōu)良，截止頻率f_r≥400kHz， 200kHz的磁導(dǎo)率是10kHz的90%以上，高頻（500kHz～10MHz）阻抗特性優(yōu)秀。本以明材料配方和工藝成本低、制作的材料性能穩(wěn)定一致性好，特別適于批量生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例主成份優(yōu)化方案三相圖的取值區(qū)域圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一、二、三樣品磁導(dǎo)率-溫度特性圖。

圖3為本發(fā)明對(duì)比例一與實(shí)施例三樣品磁導(dǎo)率-溫度特性對(duì)比圖。

圖4為本發(fā)明對(duì)比例二與實(shí)施例二樣品磁導(dǎo)率-溫度特性對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合對(duì)比例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。

一種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料, 其主相為尖晶石結(jié)構(gòu)，其原料主成份為52.0～53.0mol%的Fe₂O₃、17.0～20.5mol%的ZnO，其余為MnO；其輔料為分析純級(jí)的CuO、CaCO₃、Ta₂O₅、In₂O₃、Bi₂O₃，其中輔料CuO為0.04～0.1wt%。所用原料Fe₂O₃（純度＞99.2%）、Mn₃O₄（錳的純度＞71.0%）、ZnO（純度＞99.5%）；所述ZnO和CuO的含量與Fe₂O₃的含量成正比。

實(shí)施例一

第一種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料的制備方法，具體步驟如下：

1）配料：主成份為52.74mol%的Fe₂O₃、20.29mol%的ZnO，其余為MnO；根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量、相應(yīng)摩爾比和各原料的純度計(jì)算出所需原材料的質(zhì)量，MnO要轉(zhuǎn)化為Mn₃O₄的質(zhì)量，并稱取各原材料，再根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量稱取0.08wt%CuO輔料；

2）混合：用振磨機(jī)使步驟1）的各原輔材料混合30分鐘；

3）預(yù)燒：將步驟2）混合完成的原料在箱式爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)在880℃下預(yù)燒結(jié)2小時(shí)；

4）粉碎：在步驟3）制作的預(yù)燒料中添加0.05wt%CaCO₃、0.02wt%Ta₂O₅、0.02wt%In₂O₃、0.01wt%Bi₂O₃輔料后用臥式珠磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)粉碎，按料∶彌散劑=1∶1的比例加入預(yù)燒料、彌散劑制成料漿，彌散劑用純水，臥式珠磨機(jī)中的介質(zhì)用Φ0.5 mm鋯球，料漿粒徑控制要求：0.3 μm≤D50≤0.6μm、0.5μm≤體平均粒徑≤0.8μm；

5）造粒：將步驟4）制備完成的料漿用噴霧或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行造粒；

6）壓制成型：將步驟5）的顆粒料用全自動(dòng)干粉壓機(jī)制成T25×15×7.5坯件；

7）燒結(jié)：將步驟6）壓制成型的T25×15×7.5毛坯按一定的擺放方式排列后放入鐘罩內(nèi)在平衡氧氣氛和終燒溫度為1370℃的條件下燒結(jié)，燒結(jié)程序如下：

（1）升溫段保溫段溫度程序

20℃～150℃：5℃/分鐘；

150℃～300℃：1.5℃/分鐘，300℃保溫1小時(shí)；

300℃～600℃：3℃/分鐘；

900℃～1250℃：5℃/分鐘，1250℃保溫1小時(shí)；

1250℃～1300℃：2.5℃/分鐘，1300℃保溫1小時(shí)；

1300℃～1350℃：2.5℃/分鐘，1350℃保溫1小時(shí)；

1350℃～1370℃：4℃/分鐘，1370℃保溫2小時(shí)。

（2）降溫段溫度程序

1370℃～1200℃：5℃/分鐘

1200℃～800℃：4℃/分鐘

800℃～500℃：2℃/分鐘

400℃～100℃：1.5℃/分鐘

（3）各溫度段的氧含量

20℃～800℃對(duì)應(yīng)20.9%～20.9%；

800℃～900℃～1200℃～1250℃對(duì)應(yīng)20.9%～0.2%～0.2%～3.5%；

1250℃～1350℃對(duì)應(yīng)3.5%～5.0%；

1350℃～1370℃對(duì)應(yīng)5.0%～6.0%；

1370℃～1200℃對(duì)應(yīng)6.0%～0.8%；

1200℃～1100℃對(duì)應(yīng)0.8%～0.02%；

1100℃～1000℃對(duì)應(yīng)0.02%～0.005%；

1000℃～100℃對(duì)應(yīng)0.005%～0.005%。

（4）各溫度段的氣流量

升溫段20℃～800℃對(duì)應(yīng)68%～68%；

升溫段900℃～降溫段800℃對(duì)應(yīng)20 %～20%；

降溫段800℃～100℃對(duì)應(yīng)100 %～100%。

實(shí)施例二

第二種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料的制備方法，具體步驟如下：

1）配料：主成份為52.7mol%的Fe₂O₃、19.3mol%的ZnO，其余為MnO；根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量、相應(yīng)摩爾比和各原料的純度計(jì)算出所需原材料的質(zhì)量，MnO要轉(zhuǎn)化為Mn₃O₄的質(zhì)量，并稱取各原材料，再根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量稱取0.06wt%CuO輔料；

2）混合：用振磨機(jī)使步驟1）的各原輔材料混合30分鐘；

3）預(yù)燒：將步驟2）混合完成的原料在箱式爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)在900℃下預(yù)燒結(jié)2小時(shí)；

4）粉碎：在步驟3）制作的預(yù)燒料中添加0.06wt%CaCO₃、0.02wt%Ta₂O₅、0.02wt%In₂O₃、0.02wt%Bi₂O₃輔料后用臥式珠磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)粉碎，按料∶彌散劑=1∶1的比例加入預(yù)燒料、彌散劑制成料漿，彌散劑用純水，臥式珠磨機(jī)中的介質(zhì)用Φ0.5 mm鋯球，料漿粒徑控制要求：0.3 μm≤D50≤0.6μm、0.5μm≤體平均粒徑≤0.8μm；

5）造粒：將步驟4）制備完成的料漿用噴霧或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行造粒；

6）壓制成型：將步驟5）的顆粒料用全自動(dòng)干粉壓機(jī)制成T25×15×7.5坯件；

7）燒結(jié)：將步驟6）壓制成型的T25×15×7.5毛坯按一定的擺放方式排列后放入鐘罩內(nèi)在平衡氧氣氛和終燒溫度為1380℃的條件下燒結(jié)，燒結(jié)程序如下：

（1）升溫段保溫段溫度程序

20℃～150℃：5℃/分鐘；

150℃～300℃：1.5℃/分鐘，300℃保溫1小時(shí)；

300℃～600℃：3℃/分鐘；

900℃～1250℃：5℃/分鐘，1250℃保溫1小時(shí)；

1250℃～1300℃：2.5℃/分鐘，1300℃保溫1小時(shí)；

1300℃～1350℃：2.5℃/分鐘，1350℃保溫1小時(shí)；

1350℃～1380℃：4℃/分鐘，1380℃保溫2小時(shí)。

（2）降溫段溫度程序

1380℃～1200℃：5℃/分鐘

1200℃～800℃：4℃/分鐘

800℃～500℃：2℃/分鐘

400℃～100℃：1.5℃/分鐘

（3）各溫度段的氧含量

20℃～800℃對(duì)應(yīng)20.9%～20.9%；

800℃～900℃～1200℃～1250℃對(duì)應(yīng)20.9%～0.2%～0.2%～4.0%；

1250℃～1350℃對(duì)應(yīng)4.0%～5.0%；

1350℃～1380℃對(duì)應(yīng)5.0%～6.0%；

1380℃～1200℃對(duì)應(yīng)6.0%～0.85%；

1200℃～1100℃對(duì)應(yīng)0.85%～0.025%；

1100℃～1000℃對(duì)應(yīng)0.025%～0.005%；

1000℃～100℃對(duì)應(yīng)0.005%～0.005%。

（4）各溫度段的氣流量

升溫段20℃～800℃對(duì)應(yīng)68%～68%；

升溫段900℃～降溫段800℃對(duì)應(yīng)20 %～20%；

降溫段800℃～100℃對(duì)應(yīng)100 %～100%。

實(shí)施例三

第三種汽車電子用高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料的制備方法，具體步驟如下：

1）配料：主成份為52.66mol%的Fe₂O₃、18.3mol%的ZnO，其余為MnO；根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量、相應(yīng)摩爾比和各原料的純度計(jì)算出所需原材料的質(zhì)量，MnO要轉(zhuǎn)化為Mn₃O₄的質(zhì)量，并稱取各原材料，再根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量稱取0.04wt%CuO輔料；

2）混合：用振磨機(jī)使步驟1）的各原輔材料混合30分鐘；

3）預(yù)燒：將步驟2）混合完成的原料在箱式爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)在950℃下預(yù)燒結(jié)2小時(shí)；

4）粉碎：在步驟3）制作的預(yù)燒料中添加0.07wt%CaCO₃、0.02wt%Ta₂O₅、0.01wt%In₂O₃、0.02wt%Bi₂O₃輔料后用臥式珠磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)粉碎，按料∶彌散劑=1∶1的比例加入預(yù)燒料、彌散劑制成料漿，彌散劑用純水，臥式珠磨機(jī)中的介質(zhì)用Φ0.5 mm鋯球，料漿粒徑控制要求：0.3 μm≤D50≤0.6μm、0.5μm≤體平均粒徑≤0.8μm；

5）造粒：將步驟4）制備完成的料漿用噴霧或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行造粒；

6）壓制成型：將步驟5）的顆粒料用全自動(dòng)干粉壓機(jī)制成T25×15×7.5坯件；

7）燒結(jié)：將步驟6）壓制成型的T25×15×7.5毛坯按一定的擺放方式排列后放入鐘罩內(nèi)在平衡氧氣氛下和終燒溫度為1390℃的條件下燒結(jié)，燒結(jié)程序如下：

（1）升溫段保溫段溫度程序

20℃～150℃：5℃/分鐘；

150℃～300℃：1.5℃/分鐘，300℃保溫1小時(shí)；

300℃～600℃：3℃/分鐘；

900℃～1250℃：5℃/分鐘，1250℃保溫1小時(shí)；

1250℃～1300℃：2.5℃/分鐘，1300℃保溫1小時(shí)；

1300℃～1350℃：2.5℃/分鐘，1350℃保溫1小時(shí)；

1350℃～1390℃：4℃/分鐘，1390℃保溫2小時(shí)。

（2）降溫段溫度程序

1390℃～1200℃：5℃/分鐘

1200℃～800℃：4℃/分鐘

800℃～500℃：2℃/分鐘

400℃～100℃：1.5℃/分鐘

（3）各溫度段的氧含量

20℃～800℃對(duì)應(yīng)20.9%～20.9%；

800℃～900℃～1200℃～1250℃對(duì)應(yīng)20.9%～0.2%～0.2%～4.0%；

1250℃～1350℃對(duì)應(yīng)4.0%～5.0%；

1350℃～1390℃對(duì)應(yīng)5.0%～6.0%；

1390℃～1200℃對(duì)應(yīng)6.0%～1.0%；

1200℃～1100℃對(duì)應(yīng)1.0%～0.03%；

1100℃～1000℃對(duì)應(yīng)0.03%～0.005%；

1000℃～100℃對(duì)應(yīng)0.005%～0.005%。

（4）各溫度段的氣流量

升溫段20℃～800℃對(duì)應(yīng)68%～68%；

升溫段900℃～降溫段800℃對(duì)應(yīng)20 %～20%；

降溫段800℃～100℃對(duì)應(yīng)100 %～100%。

對(duì)比例一

所用原料為Fe₂O₃（純度＞99.2%）、Mn₃O₄（錳的純度＞71.0%）、ZnO（純度＞99.5%），輔料為分析純級(jí)的CaCO₃、Ta₂O₅、In₂O₃、Bi₂O₃，對(duì)比例一的原輔料標(biāo)準(zhǔn)、批次與實(shí)施例的相同。

1）配料：主成份為52.66mol%的Fe₂O₃、18.3mol%的ZnO，其余為MnO；根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量、相應(yīng)摩爾比和各原料的純度計(jì)算出所需原材料的質(zhì)量，MnO要轉(zhuǎn)化為Mn₃O₄的質(zhì)量，并稱取各原材料，不添加CuO輔料；

2）混合：用振磨機(jī)使步驟1）的各原輔材料混合30分鐘；

3）預(yù)燒：將步驟2）混合完成的原料在箱式爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)在950℃下預(yù)燒結(jié)2小時(shí)；

4）粉碎：在步驟3）制作的預(yù)燒料中添加0.07wt%CaCO₃、0.02wt%Ta₂O₅、0.01wt%In₂O₃、0.02wt%Bi₂O₃輔料后用臥式珠磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)粉碎，按料∶彌散劑=1∶1的比例加入預(yù)燒料、彌散劑制成料漿，彌散劑用純水，臥式珠磨機(jī)中的介質(zhì)用Φ0.5 mm鋯球，料漿粒徑控制要求：0.3 μm≤D50≤0.6μm、0.5μm≤體平均粒徑≤0.8μm；

5）造粒：將步驟4）制備完成的料漿用噴霧或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行造粒；

6）壓制成型：將步驟5）的顆粒料用全自動(dòng)干粉壓機(jī)制成T25×15×7.5坯件；

7）燒結(jié)：將步驟6）壓制成型的T25×15×7.5毛坯按一定的擺放方式排列后放入鐘罩內(nèi)在平衡氧氣氛下和終燒溫度為1390℃的條件下燒結(jié)，燒結(jié)程序與實(shí)施例三的相同。

對(duì)比例二

所用原料為Fe₂O₃（純度＞99.2%）、Mn₃O₄（錳的純度＞71.0%）、ZnO（純度＞99.5%），輔料為分析純級(jí)的CuO、CaCO₃、Ta₂O₅、In₂O₃、Bi₂O₃，對(duì)比例二的原輔料標(biāo)準(zhǔn)、批次與實(shí)施例的相同。

1）配料：主成份為53.2mol%的Fe₂O₃、20.3mol%的ZnO，其余為MnO；根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量、相應(yīng)摩爾比和各原料的純度計(jì)算出所需原材料的質(zhì)量，MnO要轉(zhuǎn)化為Mn₃O₄的質(zhì)量，并稱取各原材料，再根據(jù)總設(shè)定質(zhì)量稱取0.06wt%CuO輔料；

2）混合：用振磨機(jī)使步驟1）的各原輔材料混合30分鐘；

3）預(yù)燒：將步驟2）混合完成的原料在箱式爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)在950℃下預(yù)燒結(jié)2小時(shí)；

4）粉碎：在步驟3）制作的預(yù)燒料中添加0.07wt%CaCO₃、0.02wt%Ta₂O₅、0.01wt%In₂O₃、0.02wt%Bi₂O₃輔料后用臥式珠磨機(jī)進(jìn)行循環(huán)粉碎，按料∶彌散劑=1∶1的比例加入預(yù)燒料、彌散劑制成料漿，彌散劑用純水，臥式珠磨機(jī)中的介質(zhì)用Φ0.5 mm鋯球，料漿粒徑控制要求：0.3 μm≤D50≤0.6μm、0.5μm≤體平均粒徑≤0.8μm；

5）造粒：將步驟4）制備完成的料漿用噴霧或機(jī)械設(shè)備進(jìn)行造粒；

6）壓制成型：將步驟5）的顆粒料用全自動(dòng)干粉壓機(jī)制成T25×15×7.5坯件；

7）燒結(jié)：將步驟6）壓制成型的T25×15×7.5毛坯按一定的擺放方式排列后放入鐘罩內(nèi)在平衡氧氣氛下和終燒溫度為1380℃的條件下燒結(jié)，燒結(jié)程序與實(shí)施例二的相同。

按相應(yīng)的要求對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試后整理，各實(shí)施例的性能如表1和圖2、圖3、圖4所示。

表1 實(shí)施例對(duì)比例材料樣品的磁性能測(cè)試記錄

通過(guò)表1中的數(shù)據(jù)對(duì)比和圖2、圖3、圖4可知：實(shí)施例一、二、三按專利的要求選取配方和工藝，產(chǎn)品的性能符合設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求；對(duì)比例一中由于沒有在配方時(shí)加入CuO，25℃～80℃的相對(duì)溫度因數(shù)α_F太大，導(dǎo)致80℃的磁導(dǎo)率過(guò)低，大約在6000附近，材料的磁導(dǎo)率-溫度穩(wěn)定性差，不符合設(shè)計(jì)要求；對(duì)比例二，主成份中氧化鐵的含量超出專利要求的范圍，材料的二峰位置不在常溫附近，而偏向于低溫，導(dǎo)致常溫的磁導(dǎo)率不到8000，80℃附近的磁導(dǎo)率更低，根本不能滿足設(shè)計(jì)要求，即使其他性能符合要求，也已經(jīng)沒有實(shí)際意義。