一种高磁导率的电感器烧结材料的制作方法

本发明属于电感器烧结材料，尤其涉及一种高磁导率的电感器烧结材料。

背景技术：

1、在现代电子技术迅猛发展的背景下，电感器作为关键的被动电子元件，在电子通讯设备、电源管理、射频识别(rfid)系统等多个电子领域中发挥着至关重要的作用。电感器主要负责滤波、能量存储、信号传输和维护电磁兼容性等任务。随着电子设备向小型化、集成化和高性能化方向发展，电感器的性能要求也日益提高。

2、为了满足集成电路对小型化的需求，大电感值器件必须在有限的空间内实现，这使得电感器的体积成为制约电路集成度和小型化的一个主要因素。因此，开发能够在高频下工作且具有高磁导率的平面型薄膜电感器，成为了推动电子设备进一步发展的关键技术路径。然而，现有的电感器烧结材料普遍存在磁导率不足、气孔率高以及晶粒生长不均匀等问题，这些问题严重限制了电感器性能的提升和应用范围的拓展。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种高磁导率的电感器烧结材料，该材料不仅具有高磁导率，还能有效降低气孔率，提高材料的致密度和整体性能，本发明提出引入单晶材料以及通过二次球磨、二次烧结的方法来提高烧结材料的磁导率。

2、为了实现上述目的，采用了如下技术方案：本发明提供了一种高磁导率的电感器烧结材料，所述电感器烧结材料通过以下步骤制备：

3、s1、制备limn6sn6单晶材料：将锂、锰、锡三种金属单质在氩气氛围下按照相应摩尔比称量，然后加入到石英管中，再按金属单质总质量的5％加入助熔剂，再将石英管放入高温炉中，逐渐升温形成均匀熔体，通过离心机分离出助熔剂，然后控制冷却速率进行冷却，得到limn6sn6单晶材料；

4、s2、一次球磨：将氧化铁、氧化锌、氧化镍、氧化铜、氧化铝、氧化钴、二氧化硅和limn6sn6单晶材料按比例称量后，通过球磨机将原料进行充分的混合，然后烘干；

5、s3、预烧结：将一次球磨后烘干的混合粉末在氮气氛围下进行预烧结处理；

6、s4、二次球磨：将预烧结后的材料与铋酸钠、钼酸钠一起加入球磨机，进行二次球磨，促进材料的均匀混合；

7、s5、造粒：加入pva胶水混合与二次球磨的材料混合，然后研磨，然后倒入模具中压制成型；

8、s6、二次烧结：将压制成型的材料放入烧结炉中，在保护气氛下进行烧结，烧结完成后，经过自然冷却，得到所述电感器烧结材料。

9、进一步地，所述电感器烧结材料包括如下质量百分比的原料组分：氧化铁55-65％，氧化锌12-22％，氧化镍10-25％，氧化铜1-8％，氧化铝1-5％，氧化钴0.5-5％、二氧化硅0.5-3％、limn6sn6单晶材料1-10％、铋酸钠1.5-3％和钼酸钠1.5-3％。

10、进一步地，所述锂、锰、锡的摩尔比为0.85-1.15：6-8.5：7-9。

11、进一步地，所述助熔剂为氧化镁、氧化铋、氧化钙中的一种。

12、进一步地，所述步骤s1中的升温速率为20-50℃/min，最高温度为1100-1300℃，降温速率为40-80℃/min

13、进一步地，所述步骤s2的球磨时间3-6h，球磨速度为200-500r/min，温度为室温。

14、进一步地，所述步骤s3的预烧结温度为850-1000℃，时间为2-5h。

15、进一步地，所述步骤s4的二次球磨时间为1-3h，球磨速度为100-300r/min，温度为50-100℃。

16、进一步地，所述pva胶水的加入量为原料总质量的10％-20％。

17、进一步地，所述步骤s6的烧结温度为750-1000℃，时间为3-6h。

18、本发明的有益效果是：

19、(1)本发明通过向烧结材料原料中引入limn6sn6单晶材料的方法来提高烧结材料的磁导率，limn6sn6单晶材料中夹在两个mn3层之间的2个sn2蜂窝层通过超交换相互作用，促进了mn3-mn3层间的铁磁耦合，同时sn2li和mn3层之间的磁耦合增强了烧结材料的长程铁磁有序状态，从而增加了烧结材料的磁导率，

20、(2)limn6sn6单晶材料的掺杂不仅提升了磁导率，还通过产生的晶界相促进了烧结材料中晶粒的生长，使晶体结构更为致密，降低了气孔率，提高了整体密度，这种结构的优化减少了磁畴移动和畴壁位移时受到的阻力，降低了矫顽力，进一步增加了磁导率，有效减少了涡流损耗和能量损耗；

21、(3)本发明采用二次球磨工艺，有效打散了可能形成的团聚体，增加了粉末的比表面积，从而提高了材料的混合均匀度，并在二次球磨过程中，加入了熔点较低的铋酸钠和钼酸钠，这些物质在二次烧结过程中深入材料的空隙，有助于提高烧结材料的致密度，进一步提升了材料的整体性能。

技术特征：

1.一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述电感器烧结材料通过以下步骤制备：

2.根据权利要求1所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：包括如下质量百分比的原料组分：氧化铁55-65％，氧化锌12-22％，氧化镍10-25％，氧化铜1-8％，氧化铝1-5％，氧化钴0.5-5％、二氧化硅0.5-3％、limn6sn6单晶材料1-10％、铋酸钠1.5-3％和钼酸钠1.5-3％。

3.根据权利要求2所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述锂、锰、锡的摩尔比为0.85-1.15：6-8.5：7-9。

4.根据权利要求3所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述助熔剂为氧化镁、氧化铋、氧化钙中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述步骤s1中的升温速率为20-50℃/min，最高温度为1100-1300℃，降温速率为40-80℃/min。

6.根据权利要求5所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述步骤s2的球磨时间3-6h，球磨速度为200-500r/min，温度为室温。

7.根据权利要求6所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述步骤s3的预烧结温度为850-1000℃，时间为2-5h。

8.根据权利要求7所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述步骤s4的二次球磨时间为1-3h，球磨速度为100-300r/min，温度为50-100℃。

9.根据权利要求8所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述pva胶水的加入量为原料总质量的10％-20％。

10.根据权利要求9所述的一种高磁导率的电感器烧结材料，其特征在于：所述步骤s6的烧结温度为750-1000℃，时间为3-6h。

技术总结本发明公开了电感器烧结材料技术领域的一种高磁导率的电感器烧结材料，其制备过程包括如下步骤：S1、制备LiMn6Sn6单晶材料；S2、一次球磨；S3、预烧结；S4、二次球磨；S5、造粒；S6、二次烧结。本发明通过引入LiMn<subgt;6</subgt;Sn<subgt;6</subgt;单晶材料，通过超交换相互作用促进Mn<subgt;3</subgt;层间的铁磁耦合以及Sn<subgt;2</subgt;Li与Mn<subgt;3</subgt;层间的磁耦合，增强了烧结材料的长程铁磁有序状态，显著提高了材料的磁导率；LiMn<subgt;6</subgt;Sn<subgt;6</subgt;单晶材料的掺杂通过晶界相促进了烧结材料中晶粒的生长，使晶体结构更为致密，提高了整体密度，优化了材料的微观结构，减少了涡流损耗；通过二次球磨有效打散了可能形成的团聚体，增加了粉末的比表面积，加入了熔点较低的铋酸钠和钼酸钠，有助于提高烧结材料的致密度，进一步提升了材料的整体性能。技术研发人员：张俊义,李文浩,庄栋,杨平,智彬玉受保护的技术使用者：内蒙古鄂尔多斯电子有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17