本發(fā)明涉及鐵氧體磁性材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高表面電阻率MnZn鐵氧體磁性材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
MnZn鐵氧體是現(xiàn)代電子工業(yè)及信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。MnZn鐵氧體按應(yīng)用特征可以為為三大類型：功率MnZn鐵氧體、高磁導(dǎo)率MnZn鐵氧體和抗電磁干擾（EMI）MnZn鐵氧體。近年來(lái)，隨著通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，促使電子產(chǎn)品向小型化、高頻化、輕量化和高性能方向發(fā)展，MnZn鐵氧體材料的發(fā)展由單一性能的縱深提高轉(zhuǎn)向多項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)提高的橫向拓展。
軟磁鐵氧體的損耗可以分為：渦流損耗、磁滯損耗和剩余損耗。對(duì)于變壓器而言，其初級(jí)繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵芯流動(dòng)，因?yàn)殍F芯本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)電勢(shì)在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好像一個(gè)旋渦，所以稱為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加，并使變壓器的鐵芯發(fā)熱變、溫升增加，由“渦流”所產(chǎn)生的損耗稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過(guò)時(shí)會(huì)消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。渦流損耗是指軟磁材料在交流磁化時(shí)，由于電阻率很低而產(chǎn)生強(qiáng)大的渦電流，使產(chǎn)品發(fā)熱，損失能耗。材料的渦流損耗與樣品的厚度d2和頻率f2成正比，即：Pe=π2f2Uod2/3ρ，由上式可知，增大材料的表面電阻ρ可以降低材料的渦流損耗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一個(gè)目的是為了克服現(xiàn)有材料渦流損耗大的問(wèn)題，提供了一種高表面電阻率的材料。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種上述材料的制備方法。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)具體實(shí)現(xiàn)的：
一種高表面電阻率材料，由主成分、添加成分1、添加成分2制成，所述主成分由以摩爾百分比計(jì)的以下原料組成：Fe2O3 52～54%、MnO 38～43%，余量為ZnO；
以主成分的重量為基準(zhǔn)，所述添加成分1為CaCO3 0.01～0.5％和/或 TiO2 0.05～0.5％；
以主成分的重量為基準(zhǔn)，所述添加成分2包括Nb2O5 0.01～0.10％、Ta2O5 0.01～0.20％、NiO 0.05～0.35%、ZrO2 0.01～0.10％、V2O5 0.01～0.15％、SnO2 0.05～0.35%、SiO2 0.05～0.15%中的一種或其混合物，添加量不超過(guò)5000ppm。
上述高表面電阻率材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）按主成分的摩爾百分比稱取原料，混合得到主成分；
（2）按重量比稱取添加成分1、添加成分2，將添加成分1、添加成分2分別與部分的步驟（1）得到的主成分混合進(jìn)行預(yù)分散處理；
（3）一次砂磨，將步驟（1）剩余的主成分和步驟（2）預(yù)分散處理的添加成分1混合，加水進(jìn)行砂磨；
（4）一次干燥，將粘合劑加入步驟（3）得到的混合物中攪拌，然后進(jìn)行噴霧干燥；
（5）預(yù)燒，將步驟（4）得到的干燥物預(yù)燒，得到預(yù)燒料；
（6）二次砂磨，將步驟（2）預(yù)分散處理的添加成分2加入步驟（5）得到的預(yù)燒料中，加水進(jìn)行砂磨；
（7）二次干燥，將粘合劑加入步驟（6）得到的混合物中攪拌，進(jìn)行噴霧干燥，得到顆粒料。
進(jìn)一步的，將步驟（7）得到的顆粒料壓制成環(huán)形生坯，將環(huán)形生坯燒結(jié)，得到磁芯。
進(jìn)一步的，步驟（2）的預(yù)分散處理方法為，分別將以重量比1:10計(jì)的添加成分1、添加成分2與主成分用球磨機(jī)混合2h以上。
進(jìn)一步的，步驟（3）中水的加入量為步驟（1）主成分重量的50%，砂磨時(shí)間20～30min；
步驟（4）中的粘合劑為6～8wt%的聚乙烯醇PVA溶液，加入量為步驟（1）主成分重量的10%，攪拌時(shí)間2h；
步驟（5）中預(yù)燒溫度為800～1000℃，預(yù)燒時(shí)間1～2h；
步驟（6）中水的加入量為步驟（1）主成分重量的50%，砂磨時(shí)間1.5～2.5h；
步驟（7）中粘合劑為8～9wt%的聚乙烯醇溶液，加入量為步驟（1）主成分重量的10%，攪拌時(shí)間2h。
進(jìn)一步的，環(huán)形生坯在1180～1300℃、1.5～6%的氧分壓下保溫?zé)Y(jié)3～5h。
本發(fā)明通過(guò)主成分、添加成分和燒結(jié)工藝的控制，得到一種高表面電阻率的MnZn鐵氧體磁性材料，該材料應(yīng)用于國(guó)防、電子、醫(yī)學(xué)、汽車、航天等各個(gè)領(lǐng)域，特別適用于對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)渦流損耗較小的場(chǎng)合。
本發(fā)明的有益效果為：
1、提高M(jìn)nZn鐵氧體材料的表面電阻率，市售產(chǎn)品的表面電阻在20KΩ以下，本發(fā)明可以做到100KΩ以上；
2、降低材料的渦流損耗，從而減少產(chǎn)品的發(fā)熱問(wèn)題；
3、可解決傳導(dǎo)干擾、輻射干擾等問(wèn)題；
4、具有抗電磁干擾能力。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明所用的原料均為市場(chǎng)可得產(chǎn)品，PVA型號(hào)為：NJ-Ⅱ，廠家：中國(guó)石化集團(tuán)四川維尼綸廠。
實(shí)施例1
稱取Fe203 8464g（53mol）、MnO 2694g（38mol）、 ZnO 733g（9mol），混合得到主成分。稱取CaCO3 30g、主成分300g，用球磨機(jī)混合3h；稱取Nb2O5 10g、Ta2O5 20g、主成分300g，用球磨機(jī)混合3h。將剩余的11291g主成分和預(yù)分散處理后的CaCO3投入砂磨機(jī)中，加入 5946g去離子水，砂磨20min，抽至攪拌機(jī)中，加入1189g 6wt%的PVA 溶液，攪拌2h后，進(jìn)行噴霧干燥。將干燥好的紅色粉料在850℃的溫度下預(yù)燒2 h，得到預(yù)燒料。將預(yù)燒料和預(yù)分散處理的Nb2O5、Ta2O5加入砂磨機(jī)中，加入5946g去離子水，砂磨2h，砂磨后抽至攪拌機(jī)，加入1189g 8wt%的PVA 溶液，攪拌2h，進(jìn)行二次噴霧造粒，得到顆粒料。用壓機(jī)將顆粒料壓制成一定尺寸的環(huán)形生坯。將環(huán)形生坯置于1200°C、3%的氧分壓下保溫?zé)Y(jié)4 h，得到所需磁芯。
本實(shí)施例1制備的磁芯，其表面電阻值為114.3KΩ。
實(shí)施例2
稱取Fe203 8464g（53mol）、MnO 3049g（43mol）、 ZnO 326g（4mol），混合得到主成分。稱取TiO2 40g、主成分400g，用球磨機(jī)混合3h；稱取NiO20g、V2O5 15g、主成分350g，用球磨機(jī)混合3h。將剩余的11089g主成分和預(yù)分散處理后的TiO2投入砂磨機(jī)中，加入 5920g去離子水，砂磨30min，抽至攪拌機(jī)中，加入1184g 8wt%的PVA 溶液，攪拌2h后，進(jìn)行噴霧干燥。將干燥好的紅色粉料在1000℃的溫度下預(yù)燒1.5 h，得到預(yù)燒料。將預(yù)燒料和預(yù)分散處理的NiO、V2O5加入砂磨機(jī)中，加入5920g去離子水，砂磨2.5h，砂磨后抽至攪拌機(jī)，加入1184g 9wt%的PVA 溶液，攪拌2h，進(jìn)行二次噴霧造粒，得到顆粒料。用壓機(jī)將顆粒料壓制成一定尺寸的環(huán)形生坯。將環(huán)形生坯置于1280°C、6%的氧分壓下保溫?zé)Y(jié)4.5 h，得到所需磁芯。
本實(shí)施例2制備的磁芯，其表面電阻值為124.1KΩ。
對(duì)比例
從市場(chǎng)上購(gòu)買TDK公司生產(chǎn)的PQ2620型磁芯，隨機(jī)抽取兩個(gè)測(cè)其表面電阻，電阻值分別為6.5KΩ和13.3KΩ。
對(duì)比本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例磁芯的表面電阻值，可見(jiàn)使用本發(fā)明的MnZn鐵氧體材料制備的磁芯的表面電阻＞100KΩ，明顯高于市面普通鐵氧體磁芯的表面電阻。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。