一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410285184.0

申请日:

2014.06.24

公开号:

CN104058739A

公开日:

2014.09.24

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/38申请日:20140624|||公开

IPC分类号:

C04B35/38; C04B35/63; C04B35/622

主分类号:

C04B35/38

申请人:

安徽皖宏电气设备有限公司

发明人:

张守勇; 邓军; 崔学保

地址:

236400 安徽省阜阳市临泉县工业园区10号厂房

优先权:

专利代理机构:

安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112

代理人:

方峥

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内容摘要

本发明公开了一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料,它包括主料和添加剂,所述的主料按照摩尔比包括:57.1-64mol的Fe2O3、16.2-20mol的氧化锰、10.1-15mol的氧化锌、4-5.2mol的氧化铜、0.2-1mol的硼酸锌、1-1.3mol的氧化钡、0.01-0.02mol的稀土复合导磁粉体;添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括:30-50ppm的三聚磷酸铝、10-20ppm的四氯化钛、40-50ppm的硅微粉,本发明的铁氧体磁芯材料加入的稀土复合导磁粉体磁能积高,磁性稳定,制备方法简单,成品具有晶界电阻率高,气孔率低、晶粒大而均匀的特点。

权利要求书

1.  一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料,其特征在于它包括主料和添加剂,所述的主料按照摩尔比包括:57.1-64 mol 的Fe2O3、16.2-20 mol 的氧化锰、10.1-15 mol的氧化锌、4-5.2mol的氧化铜、0.2-1mol的硼酸锌、1-1.3 mol的氧化钡、0.01-0.02 mol的稀土复合导磁粉体;添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括:30-50ppm的三聚磷酸铝、10-20ppm的四氯化钛、40-50ppm的硅微粉;
所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤:
预混液的制备:
所述的预混液是由下述重量份的原料组成的:
氧化钽91-100、聚乙烯醇缩丁醛1-2、平平加O 1-2、季戊四醇2-3、三甘油脂肪酸酯2-3、去离子水300-400;
将聚乙烯醇缩丁醛加热软化,加入氧化钽,搅拌混合3-5分钟,加入三甘油脂肪酸酯,继续搅拌混合2-4分钟;
将平平加O加入到去离子水中,搅拌均匀后加入季戊四醇,在50-60℃下保温搅拌3-6分钟;
将上述处理后的各原料混合,600-1000转/分搅拌分散10-20分钟,得预混液;
将质量比为1-2:5-7:100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合,58-65℃下搅拌混合30-40分钟,加入浓度为10-20%的乙酸,70-100转/分搅拌分散4-6分钟,加入氟化铵,搅拌混合20-30分钟,加入预混液,400-500转/分搅拌分散1-2小时,80-100℃下干燥20-30分钟,送入烧结炉,300-350℃下烧结4-6小时,即得所述稀土复合导磁粉体;
所述的氧化钕、乙酸、氟化铵的摩尔比为2-3:6-7:1-2;
所述的氧化钽与氧化钕的质量比为100-110:1。

2.
  一种如权利要求1所述的用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐,2500-3000转/分搅拌混和2-3小时,送入回转炉预烧,在350-400℃下预烧2-3小时,送入研磨罐,加入稀土复合导磁粉体,研磨至细度为60-80μm;
(2)将添加剂送入研磨罐,加入添加剂重量0.8-1%的丙烯酸酯、0.5-1%的羧甲基纤维素钠,研磨至细度为50-70μm;
(3)将上述处理后的各原料混合,加入混合料重量20-30%的水、1-2%的六钼酸铵,在60-70℃下搅拌混合20-30分钟;
(4)喷雾干燥,压制成坯,烧结,即得所述用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。

说明书

一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料
技术领域
本发明主要涉及氧化物磁性材料制造领域,尤其涉及一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。
背景技术
随着通信技术和电子产品数字化的发展,对软磁铁氧体和元件提出了新的要求,高性能高磁导率磁芯广泛应用于各类电信及信息用基本材料,如共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器等领域得到了广泛应用。现在电子通讯行业需要铁氧体磁芯具有低磁芯损耗和高磁导率,以满足现在电器设备的微型化和高效率的要求,现有的磁芯难以满足上述要求;
稀土制得的永磁材料其磁能积可达碳钢的150倍、铝镍钴永磁材料的3~5倍 ,永磁铁氧体的8~10倍,温度系数低,磁性稳定,矫顽力高达800千安/米。主要用于低速转矩电动机、启动电动机、传感器、磁推轴承等的磁系统。钕铁硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,其剩磁、矫顽力和最大磁能积比前者高,不易碎,有较好的机械性能,合金密度低,有利于磁性元件的轻型化、薄型化、小型和超小型化。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料,它包括主料和添加剂,所述的主料按照摩尔比包括:57.1-64 mol 的Fe2O3、16.2-20 mol 的氧化锰、10.1-15 mol的氧化锌、4-5.2mol的氧化铜、0.2-1mol的硼酸锌、1-1.3 mol的氧化钡、0.01-0.02 mol的稀土复合导磁粉体;添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括:30-50ppm的三聚磷酸铝、10-20ppm的四氯化钛、40-50ppm的硅微粉;
所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤:
预混液的制备:
所述的预混液是由下述重量份的原料组成的:
氧化钽91-100、聚乙烯醇缩丁醛1-2、平平加O 1-2、季戊四醇2-3、三甘油脂肪酸酯2-3、去离子水300-400;
将聚乙烯醇缩丁醛加热软化,加入氧化钽,搅拌混合3-5分钟,加入三甘油脂肪酸酯,继续搅拌混合2-4分钟;
将平平加O加入到去离子水中,搅拌均匀后加入季戊四醇,在50-60℃下保温搅拌3-6分钟;
将上述处理后的各原料混合,600-1000转/分搅拌分散10-20分钟,得预混液;
将质量比为1-2:5-7:100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合,58-65℃下搅拌混合30-40分钟,加入浓度为10-20%的乙酸,70-100转/分搅拌分散4-6分钟,加入氟化铵,搅拌混合20-30分钟,加入预混液,400-500转/分搅拌分散1-2小时,80-100℃下干燥20-30分钟,送入烧结炉,300-350℃下烧结4-6小时,即得所述稀土复合导磁粉体;
所述的氧化钕、乙酸、氟化铵的摩尔比为2-3:6-7:1-2;
所述的氧化钽与氧化钕的质量比为100-110:1。
一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐,2500-3000转/分搅拌混和2-3小时,送入回转炉预烧,在350-400℃下预烧2-3小时,送入研磨罐,加入稀土复合导磁粉体,研磨至细度为60-80μm;
(2)将添加剂送入研磨罐,加入添加剂重量0.8-1%的丙烯酸酯、0.5-1%的羧甲基纤维素钠,研磨至细度为50-70μm;
(3)将上述处理后的各原料混合,加入混合料重量20-30%的水、1-2%的六钼酸铵,在60-70℃下搅拌混合20-30分钟;
(4)喷雾干燥,压制成坯,烧结,即得所述用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。
本发明的优点是:
本发明的铁氧体磁芯材料加入的稀土复合导磁粉体磁能积高,磁性稳定,制备方法简单,成品具有晶界电阻率高,气孔率低、机械性能强,晶粒大而均匀的特点。
具体实施方式
实施例1
一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料,其特征在于它包括主料和添加剂,所述的主料按照摩尔比包括:57.1 mol 的Fe2O3、16.2 mol 的氧化锰、10.1 mol的氧化锌、5.2mol的氧化铜、0.2mol的硼酸锌、1.3 mol的氧化钡、0.02 mol的稀土复合导磁粉体;添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括:50ppm的三聚磷酸铝、20ppm的四氯化钛、50ppm的硅微粉;
所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤:
预混液的制备:
所述的预混液是由下述重量份的原料组成的:
氧化钽100、聚乙烯醇缩丁醛2、平平加O 2、季戊四醇3、三甘油脂肪酸酯2、去离子水400;
将聚乙烯醇缩丁醛加热软化,加入氧化钽,搅拌混合5分钟,加入三甘油脂肪酸酯,继续搅拌混合2-4分钟;
将平平加O加入到去离子水中,搅拌均匀后加入季戊四醇,在60℃下保温搅拌3分钟;
将上述处理后的各原料混合,1000转/分搅拌分散20分钟,得预混液;
将质量比为2:5:100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合,65℃下搅拌混合40分钟,加入浓度为10-20%的乙酸,100转/分搅拌分散4分钟,加入氟化铵,搅拌混合30分钟,加入预混液,500转/分搅拌分散1小时,80-100℃下干燥30分钟,送入烧结炉,350℃下烧结4小时,即得所述稀土复合导磁粉体;
所述的氧化钕、乙酸、氟化铵的摩尔比为3:7:1;
所述的氧化钽与氧化钕的质量比为110:1。
一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐,3000转/分搅拌混和2-3小时,送入回转炉预烧,在400℃下预烧2-3小时,送入研磨罐,加入稀土复合导磁粉体,研磨至细度为80μm;
(2)将添加剂送入研磨罐,加入添加剂重量0.8%的丙烯酸酯、0.5%的羧甲基纤维素钠,研磨至细度为70μm;
(3)将上述处理后的各原料混合,加入混合料重量20-30%的水、1%的六钼酸铵,在70℃下搅拌混合30分钟;
(4)喷雾干燥,压制成坯,烧结,即得所述用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。
经过检测,上述实施例1 所得的产品达到的主要技术性能指标:
本发明磁芯的初始磁导率大于2700μi;
最大磁芯损耗(100Kc、200mT)单位:KW/m3: 389(100±2℃);
居里温度高于240℃。

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1、10申请公布号CN104058739A43申请公布日20140924CN104058739A21申请号201410285184022申请日20140624C04B35/38200601C04B35/63200601C04B35/62220060171申请人安徽皖宏电气设备有限公司地址236400安徽省阜阳市临泉县工业园区10号厂房72发明人张守勇邓军崔学保74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人方峥54发明名称一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料57摘要本发明公开了一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料,它包括主料和添加剂,所述的主料按照摩尔比包括57164MOL的FE2O3。

2、、16220MOL的氧化锰、10115MOL的氧化锌、452MOL的氧化铜、021MOL的硼酸锌、113MOL的氧化钡、001002MOL的稀土复合导磁粉体;添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括3050PPM的三聚磷酸铝、1020PPM的四氯化钛、4050PPM的硅微粉,本发明的铁氧体磁芯材料加入的稀土复合导磁粉体磁能积高,磁性稳定,制备方法简单,成品具有晶界电阻率高,气孔率低、晶粒大而均匀的特点。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104058739ACN104058739A1/1页21一种用。

3、于变压器的钽基铁氧体磁芯材料,其特征在于它包括主料和添加剂,所述的主料按照摩尔比包括57164MOL的FE2O3、16220MOL的氧化锰、10115MOL的氧化锌、452MOL的氧化铜、021MOL的硼酸锌、113MOL的氧化钡、001002MOL的稀土复合导磁粉体;添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括3050PPM的三聚磷酸铝、1020PPM的四氯化钛、4050PPM的硅微粉;所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤预混液的制备所述的预混液是由下述重量份的原料组成的氧化钽91100、聚乙烯醇缩丁醛12、平平加O12、季戊四醇23、三甘油脂肪酸酯23、去离子水300400;将聚乙烯醇。

4、缩丁醛加热软化,加入氧化钽,搅拌混合35分钟,加入三甘油脂肪酸酯,继续搅拌混合24分钟;将平平加O加入到去离子水中,搅拌均匀后加入季戊四醇,在5060下保温搅拌36分钟;将上述处理后的各原料混合,6001000转/分搅拌分散1020分钟,得预混液;将质量比为1257100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合,5865下搅拌混合3040分钟,加入浓度为1020的乙酸,70100转/分搅拌分散46分钟,加入氟化铵,搅拌混合2030分钟,加入预混液,400500转/分搅拌分散12小时,80100下干燥2030分钟,送入烧结炉,300350下烧结46小时,即得所述稀土复合导磁粉体;所述的氧化钕、乙酸、氟。

5、化铵的摩尔比为236712;所述的氧化钽与氧化钕的质量比为1001101。2一种如权利要求1所述的用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤(1)将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐,25003000转/分搅拌混和23小时,送入回转炉预烧,在350400下预烧23小时,送入研磨罐,加入稀土复合导磁粉体,研磨至细度为6080M;(2)将添加剂送入研磨罐,加入添加剂重量081的丙烯酸酯、051的羧甲基纤维素钠,研磨至细度为5070M;(3)将上述处理后的各原料混合,加入混合料重量2030的水、12的六钼酸铵,在6070下搅拌混合2030分钟;(4)喷雾干燥,。

6、压制成坯,烧结,即得所述用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。权利要求书CN104058739A1/3页3一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料技术领域0001本发明主要涉及氧化物磁性材料制造领域,尤其涉及一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。背景技术0002随着通信技术和电子产品数字化的发展,对软磁铁氧体和元件提出了新的要求,高性能高磁导率磁芯广泛应用于各类电信及信息用基本材料,如共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器等领域得到了广泛应用。现在电子通讯行业需要铁氧体磁芯具有低磁芯损耗和高磁导率,以满足现在电器设备的微型化和高效率的要求,现有的磁芯难以满足上述要求稀土制。

7、得的永磁材料其磁能积可达碳钢的150倍、铝镍钴永磁材料的35倍,永磁铁氧体的810倍,温度系数低,磁性稳定,矫顽力高达800千安/米。主要用于低速转矩电动机、启动电动机、传感器、磁推轴承等的磁系统。钕铁硼永磁材料是第三代稀土永磁材料,其剩磁、矫顽力和最大磁能积比前者高,不易碎,有较好的机械性能,合金密度低,有利于磁性元件的轻型化、薄型化、小型和超小型化。发明内容0003本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。0004本发明是通过以下技术方案实现的一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料,它包括主料和添加剂,所述的主料按照摩尔比包括57164MOL的FE2O3、1。

8、6220MOL的氧化锰、10115MOL的氧化锌、452MOL的氧化铜、021MOL的硼酸锌、113MOL的氧化钡、001002MOL的稀土复合导磁粉体;添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括3050PPM的三聚磷酸铝、1020PPM的四氯化钛、4050PPM的硅微粉;所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤预混液的制备所述的预混液是由下述重量份的原料组成的氧化钽91100、聚乙烯醇缩丁醛12、平平加O12、季戊四醇23、三甘油脂肪酸酯23、去离子水300400;将聚乙烯醇缩丁醛加热软化,加入氧化钽,搅拌混合35分钟,加入三甘油脂肪酸酯,继续搅拌混合24分钟;将平平加O加入到去离子水中,。

9、搅拌均匀后加入季戊四醇,在5060下保温搅拌36分钟;将上述处理后的各原料混合,6001000转/分搅拌分散1020分钟,得预混液;将质量比为1257100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合,5865下搅拌混合说明书CN104058739A2/3页43040分钟,加入浓度为1020的乙酸,70100转/分搅拌分散46分钟,加入氟化铵,搅拌混合2030分钟,加入预混液,400500转/分搅拌分散12小时,80100下干燥2030分钟,送入烧结炉,300350下烧结46小时,即得所述稀土复合导磁粉体;所述的氧化钕、乙酸、氟化铵的摩尔比为236712;所述的氧化钽与氧化钕的质量比为1001101。0。

10、005一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料的制备方法,包括以下步骤(1)将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐,25003000转/分搅拌混和23小时,送入回转炉预烧,在350400下预烧23小时,送入研磨罐,加入稀土复合导磁粉体,研磨至细度为6080M;(2)将添加剂送入研磨罐,加入添加剂重量081的丙烯酸酯、051的羧甲基纤维素钠,研磨至细度为5070M;(3)将上述处理后的各原料混合,加入混合料重量2030的水、12的六钼酸铵,在6070下搅拌混合2030分钟;(4)喷雾干燥,压制成坯,烧结,即得所述用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。0006本发明的优点是本发明的铁氧体磁芯材。

11、料加入的稀土复合导磁粉体磁能积高,磁性稳定,制备方法简单,成品具有晶界电阻率高,气孔率低、机械性能强,晶粒大而均匀的特点。具体实施方式0007实施例1一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料,其特征在于它包括主料和添加剂,所述的主料按照摩尔比包括571MOL的FE2O3、162MOL的氧化锰、101MOL的氧化锌、52MOL的氧化铜、02MOL的硼酸锌、13MOL的氧化钡、002MOL的稀土复合导磁粉体;添加剂按照占所述铁氧体磁芯材料的重量比计包括50PPM的三聚磷酸铝、20PPM的四氯化钛、50PPM的硅微粉;所述的稀土复合导磁粉体的制备包括以下步骤预混液的制备所述的预混液是由下述重量份的原料组成。

12、的氧化钽100、聚乙烯醇缩丁醛2、平平加O2、季戊四醇3、三甘油脂肪酸酯2、去离子水400;将聚乙烯醇缩丁醛加热软化,加入氧化钽,搅拌混合5分钟,加入三甘油脂肪酸酯,继续搅拌混合24分钟;将平平加O加入到去离子水中,搅拌均匀后加入季戊四醇,在60下保温搅拌3分钟;将上述处理后的各原料混合,1000转/分搅拌分散20分钟,得预混液;将质量比为25100的三羟甲基丙烷、硬脂酸、氧化钕混合,65下搅拌混合40分钟,加入浓度为1020的乙酸,100转/分搅拌分散4分钟,加入氟化铵,搅拌混合30分钟,加入预混液,500转/分搅拌分散1小时,80100下干燥30分钟,送入烧结炉,350下烧结4小时,即得所。

13、述稀土复合导磁粉体;所述的氧化钕、乙酸、氟化铵的摩尔比为371;说明书CN104058739A3/3页5所述的氧化钽与氧化钕的质量比为1101。0008一种用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料的制备方法,包括以下步骤(1)将上述主料中除了稀土复合导磁粉体以外的各原料送入混合罐,3000转/分搅拌混和23小时,送入回转炉预烧,在400下预烧23小时,送入研磨罐,加入稀土复合导磁粉体,研磨至细度为80M;(2)将添加剂送入研磨罐,加入添加剂重量08的丙烯酸酯、05的羧甲基纤维素钠,研磨至细度为70M;(3)将上述处理后的各原料混合,加入混合料重量2030的水、1的六钼酸铵,在70下搅拌混合30分钟;(4)喷雾干燥,压制成坯,烧结,即得所述用于变压器的钽基铁氧体磁芯材料。0009经过检测,上述实施例1所得的产品达到的主要技术性能指标本发明磁芯的初始磁导率大于2700I;最大磁芯损耗(100KC、200MT)单位KW/M33891002;居里温度高于240。说明书CN104058739A。

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