用铁氧体材料制备磁芯的方法

摘要

本发明公开了用铁氧体材料制备磁芯的方法，包括主料和辅料，其制备步骤包括：S1、混合处理：按比例称取主成分原料Fe2O3、ZnO、Mn3O4，在振磨机中混合处理60‑100min；S2、预烧处理：用回转窑预烧混合处理后的材料75‑95min，回转窑内的温度为800‑1150℃，然后降温；S2、砂磨处理：向预烧后的粉料当中加入到添加剂，砂磨30‑150分钟；然后再加入醇溶液搅拌，搅拌时长75‑120min；S2、喷雾造粒；S2、成型处理。本发明提供的铁氧体材料在常温起始磁导率达3000以上，体电阻率达300Ωm以上，在1‑100M频率段具有优异的阻抗特性，并且该铁氧体材料制成的磁芯可有效降低电子设备的电磁波干扰。

权利要求

1.一种用铁氧体材料制备磁芯的方法，包括主料和辅料，其特征在于：其制备步骤包括：S1、混合处理：按比例称取主成分原料Fe2O3、ZnO、Mn3O4和辅料，在振磨机中混合处理

60-100min；

S2、预烧处理：用回转窑预烧混合处理后的材料 75-95min，回转窑内的温度为800-

1150℃，然后降温；

S3、砂磨处理：向预烧后的粉料当中加入到添加剂，砂磨 30-150 分钟；然后再加入醇溶液搅拌，搅拌时长75-120min；

S4、喷雾造粒；

S5、成型处理；

S6、采用氮气燃烧窑进行烧结处理：成型后所得的毛坯在氧含量100ppm-21.00%的气氛中烧结处理，其中所述的烧结温度为1200-1450℃，烧结保温时间为12-18小时，在氮气饱和气氛下降温到室温，获得铁氧体材料；

步骤S1中所述主体材料组分的组成Fe2O3 42.5-48.8mol%、ZnO 25-28mol% 及余量的Mn3O4；

所述辅料总重量计包括 CoO 3000-7000ppm 、CaO 500-1200ppm、SiO2 60-150ppm、TiO2 800-2400ppm、CuO 900-3000ppm；

所述添加剂按主成分总重量计为分散剂 600ppm-1300ppm、粘合剂 12-18wt%、消泡剂 

6-500ppm；

所述醇溶液为PVA溶液；

所述氮气燃烧窑包括窑体（1）、用于推送磁芯进入至窑体内的进料装置及出料装置，所述窑体（1）内设有用于将磁芯由所述窑体（1）一端输送至另一端的输送部件（2）、设于所述窑体（1）内的多个加热部件（3）、用于向所述窑体（1）内输入气体的送气部件（4）及用于降低所述窑体（1）一端温度以冷却磁芯的冷却部件（5），所述冷却部件（5）设于所述窑体（1）一端；

所述窑体（1）上设有两块由上至下倾斜设置的导热板（11），该导热板（11）为的弧形设置，该导热板（11）有两块，并且两块导热板（11）为对称设置；

所述输送部件（2）包括设于所述窑体（1）内的支架（21）、设于所述支架（21）上的履带（22）、用于驱动所述履带（22）转动的驱动结构（23）及支撑所述履带（22）的轨道（28），所述轨道（28）设于所述支架（21）上；

所述履带（22）包括多个第一横杆（221）和多个与所述第一横杆（221）间隔设置的第二横杆（222），所述第一横杆（221）与所述第二横杆（222）活动连接；

所述第一横杆（221）为一金属方条，所述第二横杆（222）同样为金属方条；在所述第一横杆（221）的一侧设有第一凸出部（291），另一侧设有深度与所述第一凸出部（291）厚度相同的第一凹部（292），第二横杆（222）的一侧设有厚度与所述第一 凸出部（291）深度一致的第二凸出部（293），第二横杆（222）的另一侧设有深度与所述第一凸出部（291）厚度一致的第二凹部（294）；所述第一凸出部（291）可嵌入到所述第二凹部（294）内，同样的第二凸部（293）可嵌入到所述第一凹部（291）内；

所述输送部件（2）还包括用于供磁芯放置的支撑板（27），所述支撑板（27）上设有圆盘形设置齿块（271），所述支架（21）上设有与所述齿块（271）相配合的齿条（211）；

所述履带（22）上端面向下凹陷形成有环形的旋转凹轨（223），所述凹轨（223）内设有多个第一滚珠（224），所述履带（22）上设有直径大于所述第一滚珠（224）的第二滚珠（225），所述齿块（271）中部设有与所述第二滚珠（225）相配合的凹陷部（272）；所述第二滚珠（225）设于所述旋转凹轨（223）所圈起来的圆形正中间；所述凹陷部（272）为锥形设置；所述齿块（271）上设有与所述凹陷部（272）相连通的防滑凹部（273），该防滑凹部（273）为近似于半球形的凹部，该防滑凹部（273）位于所述防滑凹部（273）的顶端；

所述第一、第二横杆上均设有的第三滚珠（281），所述第三滚珠（281）位于所述轨道（28）内。

说明书

用铁氧体材料制备磁芯的方法

技术领域

[0001] 本发明属于软磁抗EMI（Electromagnetic Interference，简称 EMI）技术领域，尤其是涉及一种用铁氧体材料制备磁芯的方法。

背景技术

[0002] 随着电子技术日益发展，特别是数字化技术的发展，电子设备抗EMI的能力非常重视，如何有效降低电子设备的电磁波干扰，成为广大科研人员普遍关心的问题。利用软磁铁氧体制成各种抑制 EMI 的元器件（例如磁芯）广泛应用到各种电子设备当中，以防止不需要的信号反馈和耦合，避免产生寄生震荡，从而有效抑制传导和辐射噪音；其成为许多新兴的 IT 技术不可缺少的组成部分，市场对高磁导率材料的需求就越来越大。

[0003] 现有抗 EMI 铁氧体材料有两种 ：一种是组成中 Fe2O3 超过 50mol% 的锰锌铁氧体材料，其起始磁导率高，可达5000及以上，在频率为100K到5M 范围内，具有高的阻抗，但是由于其配方中 Fe2O3 含量超过50摩尔，体电阻率低下，导致频率在5M以上，阻抗值低下 ；一种是组成中Fe2O3 低于50mol% 的镍锌或镁锌铁氧体，其起始磁导率低，往往在2000以下，在频率为100K到5M 范围内，阻抗值低下，但是因其采用缺铁配方，其体电阻率高达10000Ωm及以上，在频率为25M及更高时，其阻抗值高。

发明内容

[0004] 本发明为了克服现有技术的不足，提供一种阻抗值高 电阻率高用铁氧体材料制备磁芯的方法。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用铁氧体材料制备磁芯的方法，包括主料和辅料，其制备步骤包括：

[0006] S1、混合处理：按比例称取主成分原料Fe2O3、ZnO、Mn3O4，在振磨机中混合处理60-100 min；

[0007] S2、预烧处理：用回转窑预烧混合处理后的材料 75-95min，回转窑内的温度为800-1150℃，然后降温；

[0008] S2、砂磨处理：向预烧后的粉料当中加入到添加剂，砂磨 30-150 分钟；然后再加入醇溶液搅拌，搅拌时长75-120min；

[0009] S2、喷雾造粒；

[0010] S2、成型处理；

[0011] S2、烧结处理：成型后所得的毛坯在氧含量100ppm-21.00%的气氛中烧结处理，其中所述的烧结温度为1200-1450℃，烧结保温时间为12-18小时，在氮气饱和气氛下降温到室温，获得铁氧体材料。

[0012] 优选的，步骤S1中所述主体材料组分的组成Fe2O3 42.5-48.8mol%、ZnO 25-28mol% 及余量的Mn3O4。

[0013] 优选的，所述辅料总重量计包括 CoO 3000-7000ppm 、CaO 500-1200ppm、SiO2 60-150ppm、TiO2 800-2400ppm、CuO 900-3000ppm。

[0014] 优选的，所述添加剂按主成分总重量计为分散剂 600ppm-1300ppm、粘合剂 12-18wt%、消泡剂 6-500ppm。

[0015] 优选的，所述醇溶液为PVA溶液。

[0016] 优选的，所述氮气燃烧窑包括窑体、用于向推动磁芯进入至窑体内的进料装置及出料装置，所述窑体内设有用于将磁芯由所述窑体一端输送至另一端的输送部件、用于加热窑体内部空气的多个加热部件、用于向窑体内输入气体的送气部件及用于降低所述窑体一端温度以冷却磁芯的冷却部件，所述冷却部件设于所述窑体一端。

[0017] 优选的，所述输送部件包括设于所述窑体内的支架、设于所述支架上的履带、用于驱动所述履带转动的驱动结构及支撑所述履带的轨道，所述轨道设于所述支架上；通过设置履带，其在窑体内的时候，其具有耐高温特性，其可在一千多度的条件下稳定的运行而不会发生形变，并且因为设置的是履带，其在转动的过程中还会形成平整的平面，从而在该过程中可实现支撑件进行支撑，保障支撑件的支撑效果。

[0018] 优选的，所述履带包括多个第一横杆和多个与所述第一横杆间隔设置的第二横杆，所述第一横杆与所述第二横杆活动连接；将履带设为第一横杆和第二横杆，其可便于在使用过程中履带发生形变，从而实现履带进行往复转动，并且第一、第二横杆会形成平整的平面，可对支撑板进行良好的支撑。

[0019] 优选的，所述输送部件还包括用于供磁芯放置的支撑板，所述支撑板上设有圆盘形设置齿块，所述支架上设有与所述齿块相配合的齿条；通过设置齿条可与齿块之间相互啮合，因此支撑板可旋转，实现边加热边旋转的过程，使得在加热的过程中磁芯可尽可能的受热均匀，保持磁芯加热后的成型效果。

[0020] 优选的，所述履带上端面向下凹陷形成有环形的旋转凹轨，所述凹轨内设有多个第一滚珠，所述履带上设有直径大于所述第一滚珠的第二滚珠，所述齿块中部设有与所述第二滚珠相配合的凹陷部；通过设置第二滚珠与所述凹陷部相接触，可将整个齿块进行支撑；而第一就滚珠则可对齿块的边缘进行支撑，因此在齿块和齿条相接触的时候，因此整个支撑板可发生转动，其能带动磁芯履带上进行旋转；而在支撑板上设置凹陷部，其可便于第二滚珠位于所述凹陷部内，从而限制支撑板发生移动，保持支撑板在运动的过程中随着履带同步运动，保障履带和支撑板之间运动的同步性，使得支撑板能稳定的转动，提高支撑板运动的稳定性。

[0021] 综上所述，本发明提供的铁氧体材料在常温起始磁导率达3000以上，体电阻率达300Ωm以上，在1-100M 频率段具有优异的阻抗特性，并且该铁氧体材料制成的磁芯可有效降低电子设备的电磁波干扰。

附图说明

[0022] 图1为本发明的结构示意图。

[0023] 图2为本发明的局部结构示意图一。

[0024] 图3为本发明的局部结构示意图二。

[0025] 图4为本发明的局部结构示意图三。

[0026] 图5为图4中A的放大图。

[0027] 图6为本发明的局部结构示意图四。

[0028] 图7为本发明的局部结构示意图五。

[0029] 图8为本发明履带的局部结构示意图一。

[0030] 图9为本发明履带的局部结构示意图二。

[0031] 图10为本发明支撑板的结构示意图。

[0032] 图11为本发明支撑板的剖视图。

[0033] 图12为本发明限高部件的结构示意图。

具体实施方式

[0034] 为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

[0035] 实施例一

[0036] 一种用铁氧体材料制备磁芯的方法，包括主料和辅料，其制备步骤包括：

[0037] S1、混合处理：按比例称取主成分原料Fe2O3、ZnO、Mn3O4，在振磨机中混合处理60min；

[0038] S2、预烧处理：用回转窑预烧混合处理后的材料75min，回转窑内的温度为800℃，然后降温；

[0039] S2、砂磨处理：向预烧后的粉料当中加入到添加剂，砂磨30分钟；然后再加入醇溶液搅拌，搅拌时长75min，其中所述醇溶液为PVA溶液；

[0040] S2、喷雾造粒；

[0041] S2、成型处理；

[0042] S2、烧结处理：成型后所得的毛坯在氧含量100ppm的气氛中烧结处理，其中所述的烧结温度为1200℃，烧结保温时间为12小时，在氮气饱和气氛下降温到室温，获得铁氧体材料。

[0043] 具体的，步骤S1中所述主体材料组分的组成Fe2O3 42.5mol%、ZnO 25mol% 及余量的Mn3O4；所述辅料总重量计包括 CoO 3000ppm 、CaO 500ppm、SiO2 60ppm、TiO2 800ppm、CuO 900ppm；

[0044] 所述添加剂按主成分总重量计为分散剂 600ppmppm、粘合剂 12wt%、消泡剂 6ppm。

[0045] 实施例二

[0046] 一种用铁氧体材料制备磁芯的方法，包括主料和辅料，其制备步骤包括：

[0047] S1、混合处理：按比例称取主成分原料Fe2O3、ZnO、Mn3O4，在振磨机中混合处理80min；

[0048] S2、预烧处理：用回转窑预烧混合处理后的材料85min，回转窑内的温度为950℃，然后降温；

[0049] S2、砂磨处理：向预烧后的粉料当中加入到添加剂，砂磨90分钟；然后再加入醇溶液搅拌，搅拌时长95min，其中所述醇溶液为PVA溶液；

[0050] S2、喷雾造粒；

[0051] S2、成型处理；

[0052] S2、烧结处理：成型后所得的毛坯在氧含量3000ppm的气氛中烧结处理，其中所述的烧结温度为1300℃，烧结保温时间为15小时，在氮气饱和气氛下降温到室温，获得铁氧体材料。

[0053] 具体的，步骤S1中所述主体材料组分的组成Fe2O3 45.0mol%、ZnO 26mol% 及余量的Mn3O4；所述辅料总重量计包括 CoO 4500ppm 、CaO 900ppm、SiO2 105ppm、TiO2 1500ppm、CuO 2100ppm；

[0054] 所述添加剂按主成分总重量计为分散剂800ppm、粘合剂 15wt%、消泡剂250ppm。

[0055] 实施例三

[0056] 一种用铁氧体材料制备磁芯的方法，包括主料和辅料，其制备步骤包括：

[0057] S1、混合处理：按比例称取主成分原料Fe2O3、ZnO、Mn3O4，在振磨机中混合处理100 min；

[0058] S2、预烧处理：用回转窑预烧混合处理后的材料95min，回转窑内的温度为1150℃，然后降温；

[0059] S2、砂磨处理：向预烧后的粉料当中加入到添加剂，砂磨150 分钟；然后再加入醇溶液搅拌，搅拌时长120min，其中所述醇溶液为PVA溶液；

[0060] S2、喷雾造粒；

[0061] S2、成型处理；

[0062] S2、烧结处理：成型后所得的毛坯在氧含量21.00%的气氛中烧结处理，其中所述的烧结温度为1450℃，烧结保温时间为18小时，在氮气饱和气氛下降温到室温，获得铁氧体材料。

[0063] 具体的，步骤S1中所述主体材料组分的组成Fe2O3 48.8mol%、ZnO 28mol% 及余量的Mn3O4；所述辅料总重量计包括 CoO 7000ppm 、CaO 500-1200ppm、SiO2 150ppm、TiO2 2400ppm、CuO 3000ppm；

[0064] 所述添加剂按主成分总重量计为分散剂1300ppm、粘合剂 18wt%、消泡剂500ppm。

[0065] 如图1-12所示，实施例1-3中步骤S6所述氮气燃烧窑包括窑体1、进料装置及出料装置，其中磁芯通过进料装置输送到窑体1内进行加热，然后再经过出料装置输出；具体的，所述窑体1内设有输送部件2、加热部件3、送气部件4及冷却部件5，所述窑体1为一方形的窑体，该窑体1上设有两块由上至下倾斜设置的导热板11，该导热板11为的弧形设置，该导热板11有两块，并且两块导热板11为对称设置；因此所述加热部件3上散出的热量会与所述导热板11相接触，然后被反向弹回，形成循环流动的热量，该方式可保障在对磁芯进行加热时候，对位于下部的多个磁芯进行加热；所述加热部件3为设于所述窑体1内的电阻丝，其通过导电发出热量；所述送气部件4包括氮气管道41和氧气管道42，所述氮气管道41用于输送氮气，使得窑体1内部处于氮气氛围状态下；所述氧气管道42用于输送氧气；并且所述氮气管道41的端部向上弯折，使得氮气管道41为朝上设置，所述氧气管道42也为朝上设置，因此在氮气管道41和氧气管道42向着窑体1内输入气体时，气体撞击到窑体1的顶部和导热板11上，然后氮气和氧气均会循环流动；该设置方式避免局部氧气和氮气的浓度过高而造成对磁芯进行加热的时候，造成构成磁芯的铁氧材料反应不完全，其能提高磁芯在经过加热后的效果。

[0066] 进一步的，所述输送部件2包括设于所述窑体1内的支架21、履带22、驱动结构23及轨道24，所述支架21为金属架，该支架21设于所述窑体1内；所述驱动结构23为由主动辊231、从动辊232及电机构成，所述主动辊231设于所述支架21上，并且该主动辊231在所述电机驱动下发生转动，并且在所述主动辊231的两端设有一多个咬齿234，所述咬齿234为金属齿，该咬齿234凸于所述主动辊231的表面；所述咬齿234与所述履带22相啮合，从而带动所述履带22转动；所述从动辊232设在所述支架21的另一端，所述从动辊232的两端与所述支架21活动连接。

[0067] 具体的，所述履带22为套在所述主动辊231和从动辊232上的金属履带；该履带22包括多个第一横杆221和多个第二横杆222，所述第一横杆221为一金属方条，所述第二横杆222同样为金属方条；在所述第一横杆221的一侧设有第一凸出部291，另一侧设有深度与所述第一凸出部291厚度相同的第一凹部292，第二横杆222的一侧设有厚度与所述第一第一凸出部291深度一致的第二凸出部293，第二横杆222的另一侧设有深度与所述第一凸出部
291厚度一致的第二凹部294，因此在所述履带22转动的时候，所述第一凸出部291可嵌入到所述第二凹部294内，同样的第二凸部293可嵌入到所述第一凹部291内，从而履带22能形成平板状。

[0068] 具体的，所述第一横杆221和第二横杆222的端部通过铰链实现活动连接；在所述第一横杆221的两侧设有第一缺口229，所述第二横杆222的两侧设有第二缺口228，所述第一缺口229和第二缺口22形成一凹槽，所述咬齿234插入到所述第一缺口229和第二缺口228之间；从而带动所述履带22转动，该设置方式可有效提高履带22运动的稳定性，该设置还能避免在履带22上焊接凸部，其减小履带22的重量。

[0069] 进一步的，所述第一横杆221和第二横杆222的端部通过的铰链活动连接，在所述履带22上设有圆形佘设置的旋转凹轨223，所述旋转凹轨223为圆形设置凹轨，该旋转凹轨223为履带上端面向下凹陷形成，在所述旋转凹轨223内设有多个第一滚珠224，所述第一滚珠224为金属钢珠，并且所述第一滚珠224为设在第一或第二横杆上；在所述旋转凹轨223所圈起来的圆形正中间设有第二滚珠225，所述第二滚珠225为金属滚珠，所述第二滚珠225的直径大于所述第一滚珠224；因此所述第二滚珠225高出所述履带22上端面。

[0070] 在所述支架上设有轨道28，所述轨道28为的金属梁，在所述轨道28上为一中间向下凹陷的轨道，所述第一、第二横杆上均设有的第三滚珠281，所述第三滚珠281位于所述轨道28内；该轨道28的设置可对履带22进行支撑，保持履带22在支撑磁芯的时候，第三滚珠281位于所述轨道28内。

[0071] 具体的，所述输送部件2还包括用于支撑磁芯的支撑板27，所述支撑板27为的金属板，磁芯直接放置到支撑板27上；所述支撑板27上连接有齿块271，所述齿块271为的圆盘形的金属块，并且齿块271的侧壁具有金属齿；所述齿块271上具有凹陷部272，所述凹陷部272为锥形设置，同时在所述齿块271上设有与所述凹陷部272相连通的防滑凹部273，该防滑凹部273为近似于半球形的凹部，该防滑凹部273位于所述防滑凹部273的顶端；在所述支撑板27放置到履带22上的时候，第二滚珠225会与凹陷部272的内壁相接触，从而在履带22的震动和磁芯的重力作用下，凹陷部272的内壁与所述第二滚珠225相接触，然后整个支撑板27会发生活动，进而防滑凹部273会套入到所述第二滚珠225上，从而支撑板27会发生转动。

[0072] 进一步的，在所述支架21的上设有两个齿条211，所述齿条211为具有咬齿的金属条；在防脱凹部233套入第二滚珠225之后，支撑板27随着履带22运动的时候，支撑板27会与齿条211相接触，从而支撑板27转动；在所述支架21上设有推动部件24，所述推动部件24包括推杆241和推动板242，所述推杆241为金属杆，该推杆241通过气缸进行活动，所述推杆241为倾斜设置；所述推板242为金属板，该推板242与所述推杆241相连，从而推杆241通过推板242可将支撑板27推出所述窑体1。

[0073] 具体的，所述冷却部件5包括布设于所述窑体1一端处的循环管道51和进水管道52，所循环管道51位于所述窑体1内的上部，该循环管道51连接有出水管道53和所述进水管道52，进水管道52通过水泵泵送到所循环管道51内进行流动，然后再经由所述出水管道53排出所述窑体1外，并且所述窑体1外具有散热槽54，所述散热槽54设于所述窑体1侧壁上，所述出水管道53上的水会进入到散热槽54当中进行散热处理，然后再集中流到清水池当中，进而被泵送后再次流动；通过该设置方式可有效的降低窑体1一端的温度，进而也吸收磁芯上的热量。

[0074] 具体的，所述进料装置包括架体61、传送部件、限高部件及推送部件，所述架体61为金属架，所述传送部件设于所述架体61上，该传送部件包括第一辊体、第二辊体、电机613及传送带614，所述第一辊体和第二辊体均设于所述架体61上，然后所述电机613通过轴与所述第一辊体相连以带动所述第一辊体转动，所述传送带614套在所述第一辊体和第二辊体上，因此放置有磁芯的支撑板27上时，该传送带614运输支撑板27到所述窑体1一端；所述限高部件包括支杆621和限高杆622，所述支杆621为金属杆，所述限高杆622的端部连接有弹簧623，所述弹簧623下端与所述限高杆622相连，所述弹簧623的上端连接有连接杆624，所述连接杆624插入到所述支杆621当中，并且所述支杆621上设有锁定螺栓625，通过锁定螺栓625对所述连接杆624进行固定。

[0075] 进一步的，在所述架体61上设有多个限位块63，该限位块63上设有弹性件631，所述弹性件631为金属弹簧，该弹性件631的一端与所述限位块63相连，另一端与所述架体61相连；因此在传送带输送到架体61上的时候，限位块63会对所述支撑板27进行限位；所述推送部件包括推送气缸641和推送块642，所述推送气缸642可推动所述推送块运动，从通过推送块推动所述支撑板27向前运动，进而支撑板27会落到所述履带22上；同时需要特别指出的是，所述支架的高度高于履带3-6厘米。

[0076] 进一步的，所述出料装置包括金属架和输送带，所述输送带的高度低于所述履带上端面3-6厘米。

[0077] 显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。