專利名稱：一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體及制備方法，高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體 應(yīng)用于電子、電力工業(yè)等的磁芯、磁頭材料。
背景技術(shù)：
錳鋅鐵氧體屬于亞鐵磁性軟磁材料，與金屬、合金強(qiáng)磁性材料相比，具有電阻率 高、渦流損耗小、抗氧化性強(qiáng)和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，適合在交變磁場(chǎng)、特別是在高頻和超高頻 領(lǐng)域應(yīng)用，因此在無線電通訊、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、磁記錄、雷達(dá)、射電天文等方面獲得 了重要應(yīng)用。錳鋅鐵氧體按應(yīng)用主要分為高磁導(dǎo)率鐵氧體和功率鐵氧體。高磁導(dǎo)率鐵氧體 從以前單純追求高磁導(dǎo)率的基礎(chǔ)上發(fā)展到對(duì)材料的綜合性能上，希望材料的磁導(dǎo)率與阻抗 具有寬溫特性和高的居里溫度等方面。錳鋅鐵氧體的磁性能與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，改善磁性 能主要集中在以下方面①優(yōu)化制備工藝，包括原料的質(zhì)量及熱處理工藝等方面；②調(diào)整 材料成分比例；③添加微量成分一摻雜改性。其中，摻雜改性的效果最為明顯，受到廣泛 關(guān)注。目前，添加物改性的種類很多，根據(jù)添加物在鐵氧體中存在形式和作用機(jī)理主要分為 三類①添加物以第二相沉積在晶界，影響晶界電阻率和材料的渦流損耗，如元素Ca0、Si02 等；②添加物在燒結(jié)過程中形成液相促進(jìn)燒結(jié)，改善樣品的顯微結(jié)構(gòu)，如￥20531203等；③添 加物進(jìn)入尖晶石結(jié)構(gòu)內(nèi)，取代金屬離子，影響材料的電磁特性，如NiO、SnO2, CoO等，但單一 添加上述添加劑改善錳鋅鐵氧體磁導(dǎo)率不明顯。In2O3是一種高熔點(diǎn)的氧化物，沉積在晶界可改善樣品顯微結(jié)構(gòu)，同時(shí)In3+易進(jìn)入 尖晶石晶格進(jìn)行離子取代，調(diào)節(jié)電磁特性，有望提高樣品的電磁性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中錳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率較低的問題而提 供一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體。本發(fā)明的目的之二是提供一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案
本發(fā)明利用硝酸銦作為添加劑原料，采用共沉淀方法獲得混合均勻的前驅(qū)體，接著使 用高溫?zé)Y(jié)技術(shù)制備銦摻雜的高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體?！N具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟 (1)、前驅(qū)物的制備
將硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸錳與添加劑混合配制成水溶液，接著利用碳酸氫銨溶液作為 沉淀劑，采用并加加料方式加入到反應(yīng)釜內(nèi)恒溫(約40°C)進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，加料完畢后溶 液PH維持在8. 0 10. 0左右，并使溶液繼續(xù)反應(yīng)約Ih后靜置分層，移去部分上層清液，其 余部分用布氏漏斗抽濾，然后放入烘箱中干燥，控制干燥溫度100°C，時(shí)間為3h，干燥結(jié)束 后即可得到錳鋅鐵氧體前驅(qū)體粉末樣品；
其中硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸錳、添加劑各原料混合的摩爾比即硫酸亞鐵硫酸鋅硫酸錳添加劑為 60-65 15-20 15-20 0. 05 0. 3 ；
硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸錳、添加劑各原料混合后配制成水溶液，所用的水量，按硫酸亞 鐵、硫酸鋅與硫酸錳總物質(zhì)的量水為0. 3mol 0. 25L ；
所加入的沉淀劑即濃度為1. 5mol/L碳酸氫銨溶液，加入的量按硫酸亞鐵、硫酸鋅與硫 酸錳總物質(zhì)的量1. 5mol/L碳酸氫銨溶液為0. 3mol 0. 375L ； 其中所述的添加劑為硝酸銦；
(2)、預(yù)燒
將步驟(1)所得的錳鋅鐵氧體前驅(qū)體粉末樣品在800 ！的馬弗爐中預(yù)燒3小時(shí)，然后 壓制成環(huán)；
(3)、熱處理
將步驟(2)壓制好的環(huán)在氣氛爐中在1250 °C 1350 °C熱處理溫度下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié) 3. 5h即可得一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體。上述制備方法所得的具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體，當(dāng)添加劑硝酸銦的摻雜量為 0. 1%時(shí)，在IOkHz條件下起始磁導(dǎo)率可達(dá)9349。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體的制備方法，通過改變制備過程中添加劑的 含量，可使得所得的錳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率特性容易調(diào)節(jié)，特別是與其它添加劑相比，樣品的 磁導(dǎo)率比未摻雜時(shí)明顯提高，例如，當(dāng)添加劑硝酸銦的摻雜量為0. 1%時(shí)，在10 kHz條件下 起始磁導(dǎo)率可達(dá)9349，截止頻率較高，更能滿足汽車電子、網(wǎng)絡(luò)通信、航天航空和衛(wèi)星通信 等領(lǐng)域的發(fā)展要求。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，樣品粒徑均勻細(xì)小，有利于商業(yè)應(yīng)用。


圖1為實(shí)施例1中的硝酸銦的不同摻雜量所得樣品的起始磁導(dǎo)率隨頻率的變化關(guān)系。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不 限制本發(fā)明。一種高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體的制備方法，包括如下步驟 (1)共沉淀法制備前驅(qū)物
按硫酸亞鐵為63. IOmol %、硫酸鋅為18. 39mol%、硫酸錳為18. 51mol%分別稱取金 屬鹽原料5份，其中1份作為空白即未摻雜硝酸銦，其他4份分別摻雜0. 05%,0. 1%、0. 15%、 0. 3% (摩爾比)的硝酸銦，將上述原料分別加入蒸餾水溶解；
同時(shí)制備1. 5mol/L的NH4HCO3溶液作為沉淀劑(其中CO:的物質(zhì)的量為金屬離子總 量的1.8倍)；
將它們分別倒入分液漏斗后，采用并加加料方式加入到反應(yīng)釜內(nèi)(40°C)進(jìn)行共沉淀反 應(yīng)，加料完畢后溶液PH維持在8. 0 9. 0左右，并使溶液繼續(xù)反應(yīng)Ih使其沉淀完全。靜 置分層，移去部分上層清液，其余部分用布氏漏斗抽濾，用5%的BaCl2溶液檢驗(yàn)是否洗滌干 凈，然后放入烘箱中干燥，干燥結(jié)束后即可得到錳鋅鐵氧體前驅(qū)體粉末樣品。
(2)預(yù)燒
將前驅(qū)物分別在800°C的馬弗爐中預(yù)燒3小時(shí)，然后壓制成壓制成外徑21. 38毫米，內(nèi) 徑11. 80毫米，厚度為5 10毫米的環(huán)。(3)熱處理
將壓制好的環(huán)本別在氣氛爐中在1250 1350°C熱處理溫度下熱處理3. 5小時(shí)，獲得含 有硝酸銦不同摻雜量的錳鋅鐵氧體樣品。磁性能表征
圖1為實(shí)施例1中的硝酸銦的不同摻雜量所得樣品的起始磁導(dǎo)率隨頻率的變化關(guān)系。 從圖1中可以看出，摻雜銦后樣品的磁導(dǎo)率明顯提高，隨頻率的增加起始磁導(dǎo)率緩慢減小， 當(dāng)硝酸銦摻雜量為0. 1%時(shí)，在頻率IOkHz，起始磁導(dǎo)率可達(dá)9349。以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的任 何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)、前驅(qū)物的制備將硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸錳與添加劑混合配制成水溶液，接著利用碳酸氫銨溶液作為沉淀劑，采用并加加料方式加入到反應(yīng)釜內(nèi)控制溫度為40℃左右進(jìn)行共沉淀反應(yīng)，加料完畢后溶液pH維持在8.0～10.0左右，并使溶液繼續(xù)反應(yīng)約1h后靜置分層，移去部分上層清液，其余部分抽濾，然后放入烘箱中干燥，控制干燥溫度100℃，時(shí)間為3h，干燥結(jié)束后即可得到錳鋅鐵氧體前驅(qū)體粉末樣品;所加入的沉淀劑為碳酸氫銨溶液；所述的添加劑為硝酸銦；(2)、預(yù)燒將步驟(1)所得的錳鋅鐵氧體前驅(qū)體粉末樣品在800℃的馬弗爐中預(yù)燒3小時(shí)，然后壓制成環(huán)；(3)、熱處理將步驟(2)壓制好的環(huán)在氣氛爐中在1250～1350℃熱處理溫度下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)3.5h即可得一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟 (1)中所述的硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸錳、添加劑各原料混合的摩爾比即硫酸亞鐵硫酸鋅 硫酸錳添加劑為60 65 15 20 15 20 0. 05 0. 3 ；硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸錳、添加劑各原料混合后配制成水溶液，所用的水量，按硫酸亞 鐵、硫酸鋅與硫酸錳總物質(zhì)的量水為0. 3 mol 0. 25L ；所加入的沉淀劑即濃度為1. 5mol/L碳酸氫銨溶液，加入的量按硫酸亞鐵、硫酸鋅與硫 酸錳總物質(zhì)的量1. 5mol/L碳酸氫銨溶液為0. 3 mol 0. 375L。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟 (1)中所述的硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸錳、添加劑各原料混合的摩爾比即硫酸亞鐵硫酸鋅 硫酸錳添加劑優(yōu)選為63. 10 18. 39 18. 51 0. 1 ；所述的加料完畢后溶液PH優(yōu)選維持在8. 0 9. 0左右。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法所得的一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體，在IOkHz條 件下起始磁導(dǎo)率可達(dá)9349。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體及其制備方法。即先制備一定摩爾配比的硫酸亞鐵、硫酸鋅、硫酸錳與硝酸銦的混合水溶液，接著利用碳酸氫銨溶液作為沉淀劑于反應(yīng)釜內(nèi)恒溫共沉淀反應(yīng)制備出混合均勻的前驅(qū)體，然后于800℃預(yù)燒結(jié)前驅(qū)體，冷卻后壓制成型，接著在氣氛爐中于1250～1350℃熱處理溫度下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)獲得具有高磁導(dǎo)率的錳鋅鐵氧體。本發(fā)明通過改變添加劑硝酸銦的摩爾比，可制備出不同磁特性的錳鋅鐵氧體材料，具有少量摻雜實(shí)現(xiàn)大幅度提高磁導(dǎo)率的優(yōu)點(diǎn)，例如，當(dāng)摻雜量摩爾比為0.1%時(shí)，在10kHz下由未摻雜的1712提高到9439，更能滿足汽車電子、網(wǎng)絡(luò)通信、航天航空和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域的發(fā)展要求。
文檔編號(hào)C04B35/26GK101921103SQ20101025656
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者任平, 張俊喜, 杜欣欣, 許怡華 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院