一种低温烧结超低磁导率NiCuZn材料及其制备方法与流程

本技术涉及软磁铁氧体材料，尤其是涉及一种低温烧结超低磁导率nicuzn材料及其制备方法。

背景技术：

1、铁氧体是一种具有铁磁性的陶瓷材料，被广泛应用于电子、通信、能源和环保等领域。在铁氧体材料中，nicuzn铁氧体由于具有优异的磁性能和良好的烧结性能，被视为一种重要的软磁材料。

2、然而，传统的nicuzn铁氧体材料在制备过程中通常需要在较高的温度下进行烧结，这不仅增加了生产成本，还可能导致材料内部的晶体结构发生变化，影响其磁性能。此外，目前制备的nicuzn铁氧体材料的磁导率普遍较高，同时磁损耗较高、机械强度偏低，无法满足某些特定应用中对低磁导率材料的需求。

3、如，在某些磁场测量或磁性感应的传感器应用中，需要使用低磁导率材料来减少磁性干扰的影响，提高测量精度和稳定性；在电磁干扰抑制领域，电子设备和系统中的电磁干扰问题日益严重，低磁导率材料可以用于电磁屏蔽和干扰抑制，有效地降低电磁辐射和干扰的影响；在能量转换领域，在磁性发电和磁流体发电等能量转换技术中，需要使用低磁导率材料来减少磁性损失，提高能量转换效率；以及在生物医疗领域，在核磁共振成像和磁分离等生物医疗技术中，需要使用低磁导率材料来减少对生物体的影响，提高成像质量和分离效果。

4、因此，急需制备一种具有超低磁导率和高机械强度的nicuzn铁氧体材料满足在特定应用中的需求。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种具有超低磁导率和高机械强度的nicuzn铁氧体材料，本技术提供一种低温烧结超低磁导率nicuzn材料及其制备方法。

2、一方面，本技术提供的一种低温烧结超低磁导率nicuzn材料，包括主成分和添加剂；其中，所述主成分包括以下摩尔百分比原料：fe2o3 40.0-48.0mol％，zno 1-10mol％，nio35-45mol％，余量为cuo；以所述主成分的重量为计算基准，所述添加剂包括以下质量百分比原料：sio2 1.0-5.0wt％、caco3 1.5-7.5wt％、wo3 0.5-1.5wt％和bi2o3 0.1-0.5wt％中一种或多种。

3、通过采用上述技术方案，本技术通过独特的成分以及配比设计和添加剂的选用，制备得到的nicuzn铁氧体材料具有烧结性能好、电流饱和性能优越以及超低的磁导率和优异的机械强度，同时在高频中具有较高的q值，有效降低了磁损耗，并且制备的nicuzn铁氧体材料外观色泽均匀；

4、本技术采用特定配比的fe2o3有利于控制材料的磁性能；采用特定配比的zno可以促进材料中的氧缺陷形成，这些氧缺陷可以作为磁畴壁运动的钉扎中心，阻碍磁畴的旋转，从而降低磁导率；以及采用特定配比的nio具有较强的磁性，能够显著影响材料的磁畴结构和磁性能，通过控制nio的含量，使得材料中产生过多的磁畴，阻碍磁畴的旋转，从而降低磁导率；

5、本技术采用特定配比的添加剂sio2可以提高材料的绝缘性能和机械强度，同时，sio2还可以与其它添加剂共同作用，进一步优化材料的磁性能；采用特定配比的caco3、wo3、bi2o3与主成分的相互作用，影响材料的磁性能和烧结性能，能够改善材料的微观结构和磁畴结构，从而提高磁性能和电流饱和能力。

6、可选的，所述添加剂包括以下质量百分比原料：caco3 1.5-7.5wt％和wo3 0.5-1.5wt％。

7、优选的，所述添加剂包括以下质量百分比原料：caco3 4.5wt％和wo3 1wt％。

8、通过采用上述技术方案，本技术采取特定的caco3和wo3可以共同作用，促进材料中晶格缺陷的形成，这些缺陷可以钉扎磁畴的运动，进一步降低磁导率。

9、优选的，所述添加剂包括以下质量百分比原料：sio2 3wt％、wo3 1wt％和bi2o30.3wt％。

10、优选的，所述添加剂包括以下质量百分比原料：sio2 3wt％、caco3 4.5wt％和bi2o30.3wt％。

11、优选的，所述添加剂包括以下质量百分比原料：sio2 3wt％、caco3 4.5wt％、wo31wt％和bi2o3 0.3wt％。

12、通过采用上述技术方案，本技术采用特定的添加剂体系，制备得到的nicuzn铁氧体材料综合性能更加优异。

13、可选的，所述主成分包括以下摩尔百分比原料：fe2o3 42.2-45.6mol％，zno 3.5-6.3mol％，nio 38.4-40.5mol％，余量为cuo。

14、优选的，所述主成分包括以下摩尔百分比原料：fe2o3 43.5mol％，zno 4.1mol％，nio 39.2mol％，余量为cuo。

15、通过采用上述技术方案，本技术采取更优配比的主成分原料，制备得到的nicuzn铁氧体材料综合性能更加优异。

16、可选的，所述添加剂还包括y2o3 0.1-0.6wt％和ga2o3 1.0-2.2wt％中的一种或两种。

17、优选的，所述添加剂还包括y2o3 0.1-0.6wt％和ga2o3 1.0-2.2wt％。

18、优选的，所述添加剂还包括y2o3 0.4wt％和ga2o3 1.8wt％。

19、通过采用上述的技术方案，本技术添加剂中还添加特定用量的y2o3和ga2o3可以有效地改善铁氧体的结晶性，减少杂质和缺陷，提高磁性能，以及提高机械强度和高频阻抗特性。

20、另一方面，本技术提供一种低温烧结超低磁导率nicuzn材料的制备方法，包括以下步骤：

21、s1、将主成分和添加剂混合搅拌、球磨和喷雾造粒后，进行预烧处理，制备预烧料；

22、s2、将所述预烧料与粘合剂、去离子水、消泡剂和分散剂混合搅拌后，进行一次球磨过筛、二次球磨过筛处理，制备混合料；

23、s3、取所述混合料进行喷雾造粒，得到颗粒料；

24、s4、将所述颗粒料放入模具中进行压制成型，制备坯体；

25、s5、将所述坯体进行烧结处理，制备得到所述的低温烧结超低磁导率nicuzn材料。

26、通过采用上述技术方案，本技术低温烧结超低磁导率nicuzn材料的制备方法操作简单高效，对环境友好，可工业化生产；同时，制备得到的nicuzn材料综合性能优异。

27、可选的，所述s1中，预烧温度为850-950℃，保温时间为150-200min。

28、可选的，所述s2中，混合料的平均粒径d50为0.4-0.8μm。

29、优选的，所述s2中，混合料的平均粒径d50为0.4-0.6μm。

30、可选的，所述s3中，粘合剂选自聚乙烯醇溶液，所述聚乙烯醇的重量为混合料重量的0.8-1.5wt％。

31、可选的，所述s5中，烧结温度为1000-1150℃，保温时间为150-200min。

32、优选的，所述s5中，烧结温度为1050-1100℃。

33、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

34、1.本技术通过独特的成分以及配比设计和添加剂的选用，制备得到的nicuzn铁氧体材料具有烧结性能好、电流饱和性能优越以及超低的磁导率和优异的机械强度，同时在高频中具有较高的q值，有效降低了磁损耗；

35、2.本技术采用特定配比的fe2o3有利于控制材料的磁性能；采用特定配比的zno可以促进材料中的氧缺陷形成，这些氧缺陷可以作为磁畴壁运动的钉扎中心，阻碍磁畴的旋转，从而降低磁导率；以及采用特定配比的nio具有较强的磁性，能够显著影响材料的磁畴结构和磁性能，通过控制nio的含量，使得材料中产生过多的磁畴，阻碍磁畴的旋转，从而降低磁导率；

36、3.本技术采用特定配比的添加剂sio2可以提高材料的绝缘性能和机械强度，同时，sio2还可以与其它添加剂共同作用，进一步优化材料的磁性能；采用特定配比的caco3、wo3、bi2o3与主成分的相互作用，影响材料的磁性能和烧结性能，能够改善材料的微观结构和磁畴结构，从而提高磁性能和电流饱和能力；

37、4.本技术低温烧结超低磁导率nicuzn材料的制备方法操作简单高效，对环境友好，可工业化生产。