一種NiZnCu鐵氧體材料及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于電子材料領域，涉及到一種NiZnCu鐵氧體材料及其制備方法。該NiZnCu鐵氧體材料其配方為NixZnyCu1?x?yFe2?aO3?3a/2，0.24≤x≤0.25,0.58≤y≤0.61,0.02≤a≤0.03，其原料主成份為NiO、ZnO、CuO和Fe2O3，無摻雜；在1MHz處，磁環復變磁導率的實部μ′為1300～1400，虛部μ″為150～160,初始磁導率μi為1500～1750，截止頻率Fr為2.9～4.15MHz。本發明提供的NiZnCu鐵氧體材料，磁導率高，損耗低，可應用于無線充電的隔磁片，配方無摻雜。
【專利說明】
一種N i ZnCu鐵氧體材料及其制備方法
技術領域
[000? ]本發明屬于電子材料領域，具體涉及到一種用于無線充電的NiZnCu鐵氧體材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子信息產業的快速發展，各類電子產品日新月異，電子產品功能趨于多樣化，然而大部分電子產品的充電裝置互不兼容，電源線雜亂、不易攜帶且存在安全隱患等，故人們對電子產品的安全性及便捷性的要求越來越高。在這種大環境下，非諧振感應式無線充電裝置系統憑借其兼容性較好，攜帶方便，安全性高等優勢脫穎而出。然而無線充電相比較于有線充電，雖然具有兼容性好，攜帶方便，安全性高等特點，但其存在著比較大的不足在于其充電效率遠低于有線充電。
[0003]存在上述問題的原因是無線充電技術的原理是電磁感應，其發射端線圈和接受端線圈是分離的且線圈處于金屬環境中，故兩耦合線圈間的空隙較大，導致線圈耦合不緊密，存在較大的漏感，兩線圈間的磁通密度變化被大大削弱，進而影響了能量傳輸效率。為了解決上述存在的問題，研究人員選擇在無線充電裝置系統的接受端線圈與金屬片間加入磁性材料隔磁片，要求隔磁片的具有高磁導率、低損耗，即隔磁片復變磁導率的實部大，虛部小。目前，市場上用的磁性材料隔磁片大部分都是NiZnCu鐵氧體隔磁片。在無線充電中用的較普遍的NiZnCu鐵氧體材料是Fair Rite公司的Material44，但其磁性能在10KHz?200KHz間，鐵氧體磁片實部也只能達到500，虛部10左右。所以就目前無線充電發展來看，提高其接收端隔磁片的磁導率實部，降低虛部仍是有待解決的問題，同樣NiZnCu鐵氧體材料的可重復性也是有待解決的冋題。
【發明內容】
[0004]針對上述存在問題或不足，本發明提供了一種NiZnCu鐵氧體材料及其制備方法，該NiZnCu鐵氧體材料磁導率高，損耗低，應用于低頻無線充電的NiZnCu鐵氧體隔磁片。
[0005]本發明的技術方案具體如下:
[0006]—種NiZnCu鐵氧體材料，配方為NixZnyCu1-x—yFe2-a03—3a/2,0.24 < x < 0.25,0.58 < y<0.61,0.02<a<0.03,其原料主成份為 N1、ZnO、CuO 和 Fe2O3，無摻雜；
[0007]在IMHz處，磁環復變磁導率的實部μ'為1300?1400，虛部μ〃為150?160，初始磁導率μ?為1500?1750，截止頻率Fr為2.9?4.15MHz。
[0008]原料主成份純度為N1 > 99.45wt% ,ZnO > 98wt% ,CuO > 98.45wt % , Fe2O3 >99.4wt%。
[0009 ]上述N i ZnCu鐵氧體材料的制備方法，包括以下步驟:
[0010]步驟1、按照NixZnyCu1-X—yFe2-a03—3a/2稱量原料N1，ZnO，CuO，和Fe2O3備用，O K x< 0.25，0.58<y <0.61，0.02<a< 0.03。原料純度為 N1 > 99.45wt%，Zn0 >98wt%，Cu0 >98.45wt%，Fe2〇3 > 99.4wt%。
[0011]步驟2、將步驟I稱量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水質量比1:3:1，向球磨罐中加入直徑6.4mm?6.5mm的小鋼球和去離子水，將球磨罐放入球磨機固定，以轉速為200?250rad/min，球磨2?3h后，制得楽料。
[0012]步驟3、將步驟2球磨所得漿料放在烘箱中烘干后制得粉料，烘箱溫度設置為90°C?100。。。
[0013]步驟4、將步驟3所得粉料放置于高溫燒結爐進行預燒，溫度設置為850°C，升溫曲線為2?4°C/min，保溫3?5h后自然冷卻。
[0014]步驟5、將步驟4預燒所得粉料放置于球磨罐，按照步驟2進行操作，球磨時間為3?4h0
[0015]步驟6、將步驟5球磨所得的漿料按照步驟3進行操作。
[00? 6] 步驟7、向步驟6所得的粉料中加入7wt %?8wt %的聚乙稀醇PCV，混合均勾進行造粒，把造粒好的粉料壓制成環型，厚度3mm?4mm，內徑7mm?8mm，外徑15mm?16mm。壓環壓力為8?9MPa;保壓時間為3?5s。
[0017]步驟8、將步驟7壓制好的環型鐵氧體材料置于高溫燒結爐中進行燒結。燒結溫度為1000°C，升溫曲線為2?5°C/min，保溫3?5h后自然冷卻，即得到最終的NiZnCu鐵氧體材料。
[0018]綜上所述，本發明提供的NiZnCu鐵氧體材料，截止頻率Fr為2.9?4.15MHz，磁導率高，損耗低，可應用于無線充電的隔磁片;其配方無摻雜。
【附圖說明】
[0019]圖1為實施例1制備NiZnCu鐵氧體的XRD圖譜；
[0020]圖2為實施例1制備NiZnCu鐵氧體的頻譜圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]步驟1、按照N1.24Zn0.SoCutL16Fe1.97θ3.955，稱量原料N1，99.45wt% ；Zn0,98wt% ；CuO，98.45wt% ;Fe2〇3，99.4wt%。
[0023]步驟2、將步驟I中稱量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水質量比為1:3:1的關系向球磨罐中加入直徑6.4mm小鋼球和去離子水，將球磨罐放入球磨機固定，以轉速為250rad/min 球磨 2.5h。
[0024]步驟3、將步驟2球磨所得的漿料放在烘箱中烘干，烘箱溫度設置為90°C。
[0025]步驟4、將步驟3所得的粉料放置于高溫燒結爐進行預燒，溫度設置為850°C，升溫曲線為2°C/min，保溫3h后自然冷卻。
[0026]步驟5、將步驟4預燒所得的粉料放置于球磨罐，按照步驟2進行操作，但球磨時間改為3h。
[0027]步驟6、將步驟5球磨所得的漿料按照步驟3進行操作。
[0028]步驟7、向步驟6所得的粉料中加入7wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾進行造粒，把造粒好的粉料壓制成環型，環厚3.5mm，內徑8mm，外徑16_。壓環壓力9MPa;保壓時間，5s。
[0029]步驟8、將步驟7壓制好的環型鐵氧體材料置于高溫燒結爐中進行燒結。燒結溫度為1000°C，升溫曲線為2°C/min，保溫3h后自然冷卻，即可得到本發明的NiZnCu鐵氧體材料。
[0030]實施例1制備磁環特征在于:在IMHz處，磁環復變磁導率的實部V為1369，虛部μ〃為154，初始磁導率μ?為1722，截止頻率Fr為3.47MHz。
[0031]實施例2
[0032]步驟1、按照N1.^ZntL 595CutL16Fe1.97θ3.955，稱量原料N1，99.45wt% ；Zn0,98wt% ；CuO,98.45wt%;Fe2〇3,99.4wt%。
[0033]步驟2、將步驟I中稱量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水質量比為1:3:1的關系向球磨罐中加入直徑6.4mm小鋼球和去離子水，將球磨罐放入球磨機固定，以轉速為250rad/min 球磨 2.5h。
[0034]步驟3、將步驟2球磨所得的漿料放在烘箱中烘干，烘箱溫度設置為100°C。
[0035]步驟4、將步驟3所得的粉料放置于高溫燒結爐進行預燒，溫度設置為850°C，升溫曲線為2°C/min，保溫3h后自然冷卻。
[0036]步驟5、將步驟4預燒所得的粉料放置于球磨罐，按照步驟2進行操作，但球磨時間改為3h。
[0037]步驟6、將步驟5球磨所得的漿料按照步驟3進行操作。
[0038]步驟7、向步驟6所得的粉料中加入8wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾進行造粒，把造粒好的粉料壓制成環型，環厚3.5mm，內徑8mm，外徑16_。壓環壓力8MPa;保壓時間，5s。
[0039]步驟8、將步驟7壓制好的環型鐵氧體材料置于高溫燒結爐中進行燒結。燒結溫度為1000°C，升溫曲線為3°C/min，保溫3h后自然冷卻，即可得到本發明的NiZnCu鐵氧體材料。
[0040]實施例2制備磁環特征在于:在IMHz處，磁環復變磁導率的實部V為1300，虛部μ〃為150，初始磁導率μ?為1695，截止頻率Fr為4.15MHz。
【主權項】
1.一種NiZnCu鐵氧體材料，其特征在于:配方為NixZnyCui—X—yFe2-a03-3a/2,0.24 < x <.0.25，0.58 < y < 0.61，0.02 < a < 0.03，其原料主成份為N1、ZnO、CuO和Fe2O3，無摻雜； 在IMHz處，磁環復變磁導率的實部μ'為1300?1400，虛部μ〃為150?160，初始磁導率μ?為1500?1750，截止頻率Fr為2.9?4.15MHz。2.如權利要求1所述NiZnCu鐵氧體材料，其特征在于:原料主成份純度為N1>99.45wt % ,Zn0> 98wt % ,Cu0> 98.45wt %，Fe2O3 2 99.4wt %。3.如權利要求1所述Ni ZnCu鐵氧體材料的制備方法，包括以下步驟: 步驟 1、按照 NixZnyCu1-x—yFe2—a03—3a/2 稱量原料 N1，ZnO，CuO，和 Fe2O3 備用,0.24<x<.0.25,0.58 <y <0.61,0.02<a < 0.03;純度為 N1 > 99.45wt% ,ZnO > 98wt% ,Cu0>.98.45wt %，Fe2〇3 > 99.4wt % ; 步驟2、將步驟I稱量好的原料放入球磨罐，按照料:球:水質量比1:3:1，向球磨罐中加入直徑6.4mm?6.5mm的小鋼球和去離子水，將球磨罐放入球磨機固定，以轉速為200?.250rad/min，球磨2?3h后，制得楽料； 步驟3、將步驟2球磨所得漿料放在烘箱中烘干后制得粉料，烘箱溫度設置為90°C?100°C； 步驟4、將步驟3所得粉料放置于高溫燒結爐進行預燒，溫度設置為850°C，升溫曲線為2?4°C/min，保溫3?5h后自然冷卻； 步驟5、將步驟4預燒所得粉料放置于球磨罐，按照步驟2進行操作，球磨時間為3?4h; 步驟6、將步驟5球磨所得的漿料按照步驟3進行操作； 步驟7、向步驟6所得的粉料中加入7wt%?8wt%的聚乙稀醇PCV，混合均勾進行造粒，把造粒好的粉料壓制成環型，厚度3mm?4mm，內徑7mm?8mm，外徑15mm?16mm，壓環壓力為8?9MPa，保壓時間為3?5s; 步驟8、將步驟7壓制好的環型鐵氧體材料置于高溫燒結爐中進行燒結，燒結溫度為.1000 °C，升溫曲線為2?5°C/min，保溫3?5h后自然冷卻，即得到最終的NiZnCu鐵氧體材料。
【文檔編號】C04B35/622GK105837195SQ201610176849
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發明人】梁迪飛, 董從根, 李維佳, 陳志科, 謝建良, 鄧龍江
【申請人】電子科技大學