一种高频高阻抗NiCuZn材料及其制备方法与流程

本技术涉及磁性材料，尤其是涉及一种高频高阻抗nicuzn材料及其制备方法。

背景技术：

1、高频高阻抗的nicuzn铁氧体材料因其独特的电磁特性，在电磁波屏蔽和电磁干扰抑制等领域具有重要的应用价值。这种材料不仅能够有效地吸收并转化高频电磁波，减少电磁波的传播和干扰，还能够有效降低电磁辐射，从而提高电子设备的工作稳定性和抗干扰性能，对于提高电子设备的性能和可靠性具有重要意义。因此，nicuzn铁氧体材料已成为现代电子和通信技术中不可或缺的磁性材料，广泛应用于无线通信、雷达系统、电磁兼容性设计等多个领域。

2、然而，现有的高频高阻抗nicuzn材料在高温烧结过程中，会出现晶格变形以及晶粒长大的现象，导致其热稳定性降低，影响高频性能的持久性和一致性，还可能影响材料的磁性能。

3、因此，亟需研发一种高频高阻抗nicuzn材料，能够避免晶格变形和晶粒长大，热稳定性高。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能够避免晶格变形和晶粒长大，热稳定性高的高频高阻抗nicuzn材料，本技术提供一种高频高阻抗nicuzn材料及其制备方法。

2、一方面，本技术提供的一种高频高阻抗nicuzn材料，包括主成分和添加剂，按摩尔百分比计，所述主成分包括：48.5～50.5mol％fe2o3，21～24mol％zno，20～23mol％nio，余量为cuo；

3、按主成分的总重量计，所述添加剂包括：0.3～0.5wt％co3o4、0.1～0.5wt％al2o3，0.1～0.5wt％zrb2，0.1～0.5wt％vn。

4、通过采用上述技术方案，本技术精确控制主成分比例，平衡了材料的磁性性能和高频性能，引入特定的添加剂，能够避免晶格变形和晶粒长大，从而提高材料的热稳定性。

5、co3o4能够提高材料的各向异性场，增强高频下的稳定性，减少热膨胀系数差异，从而改善热稳定性。al2o3能够增加材料的体积电阻率，减少高频下的涡流损耗，同时也能细化晶粒。zrb2具有高熔点和良好的化学稳定性，作为晶界强化相可以有效阻止晶粒长大，并提高材料的机械强度，改善热稳定性。vn能够能有效钉扎晶界，抑制晶粒长大，并且能提高材料的耐温性，进一步提升热稳定性和机械性能。

6、本技术co3o4、zrb2以及vn共同作用，抑制晶粒生长，保持材料微观结构的均匀性，提高材料的热稳定性。

7、可选的，按摩尔百分比计，所述主成分包括：49～50mol％fe2o3，22～23mol％zno，21～22mol％nio，余量为cuo。

8、可选的，按主成分的总重量计，所述添加剂包括：0.35～0.45wt％co3o4、0.2～0.4wt％al2o3，0.2～0.4wt％zrb2，0.2～0.4wt％vn。

9、可选的，按主成分的总重量计，所述添加剂还包括0.1～0.5wt％改性壳聚糖；

10、所述改性壳聚糖包括环氧氯丙烷和壳聚糖制得，所述环氧氯丙烷和壳聚糖的重量比为0.1～0.4：1。

11、通过采用上述技术方案，本技术加入环氧氯丙烷改性壳聚糖，能够帮助均匀分散主成分和添加剂，促进更细小和均匀的晶粒形成，从而改善材料的微观结构和性能，还能改善不同组分之间的界面结合，减少界面缺陷，进而提升材料的整体性能和热稳定性。

12、第二方面，本技术提供了上述高频高阻抗nicuzn材料的制备方法，包括以下步骤：

13、s1、将所述主成分混合，加入去离子水，进行一次砂磨，喷雾干燥，制得喷雾料；一次砂磨时间为120～180min；

14、s2、将所述喷雾料进行预烧，制得预烧料；

15、s3、将所述预烧料中加入所述添加剂，加入去离子水，加入预烧料重量1.8wt％～2.5wt％的pva，进行二次砂磨，制得二次砂磨料；

16、s4、将所述二次砂磨料进行喷雾造粒，成型，制得环毛坯；

17、s5、将所述环毛坯进行烧结，制得nicuzn材料。

18、通过采用上述技术方案，本技术采用的制备方法，能够精确控制材料的微观结构，从而获得优异的高频性能和热稳定性，有效避免晶格变形和晶粒长大。

19、一次砂磨和喷雾干燥能够有效减少颗粒团聚，提高混合均匀性。预烧能够避免晶格变形与晶粒不均匀生长。加入添加剂并进行二次砂磨，能够进一步细化颗粒，添加剂能够形成晶界障碍，阻止晶粒长大，有效控制晶粒尺寸。喷雾造粒能够得到形状均匀、粒径可控的颗粒，便于后续的成型处理。烧结能够使材料达到高密度，优化磁性能，同时有效控制晶粒成长，保持材料的微观结构稳定。

20、可选的，所述步骤s1中，加入去离子水后，还加入了主成分重量的0.01～0.1wt％的聚乙烯吡咯烷酮；所述步骤s4中，喷雾造粒前，加入二次砂磨料重量的0.001～0.05wt％的聚二甲基硅氧烷。

21、通过采用上述技术方案，本技术加入聚乙烯吡咯烷酮能够有效防止研磨过程中颗粒的团聚，还有助于获得细小、均匀的晶粒结构，从而有效避免晶格变形和晶粒长大，提高材料的热稳定性。

22、本技术加入聚二甲基硅氧烷，能够有效降低粉末间的摩擦力，提高其均匀分散性；还能阻止颗粒间的粘连和团聚，提高粉末处理性能、优化喷雾造粒效果。

23、可选的，所述步骤s2中，预烧温度为850～950℃。

24、通过采用上述技术方案，本技术的预烧温度能够确保原料充分反应，排除材料中的水分和杂质，提高材料的磁性能。若预烧温度过低，可能使反应不完全，存在非磁性相，影响材料的稳定性；若预烧温度过高，可能导致过度烧结，影响材料的微观结构和磁性能。

25、可选的，所述步骤s3中，二次砂磨时间为30～80min。

26、通过采用上述技术方案，本技术的二次砂磨能够进一步细化和均匀化粉体的粒度分布，提高材料的致密度和改善磁性能。

27、可选的，所述步骤s3中，二次砂磨粒径分布为：d50＝0.6～1.0μm。

28、通过采用上述技术方案，本技术的二次砂磨粒径可以有效促进材料在烧结过程中形成更均匀的微观结构，有利于提高磁性能，同时减少磁损耗。

29、可选的，所述步骤s4中，环毛坯规格为φ25×15×7.5mm。

30、可选的，所述步骤s5中，烧结温度为1050～1100℃。

31、通过采用上述技术方案，本技术的烧结温度能够使材料致密化，提高材料的机械强度和磁性能。若温度过低，可能导致烧结不充分，材料内部孔隙率高，机械强度低，磁性能不佳；若温度过高，可能过度烧结，导致性能衰退，甚至产生裂纹、变形等问题。

32、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

33、1.本技术精确控制主成分比例，平衡了材料的磁性性能和提高高频阻抗性能，引入特定的添加剂，能够避免晶格变形和晶粒长大，从而提高材料的热稳定性。

34、2.本技术co3o4、zrb2以及vn共同作用，抑制晶粒生长，保持材料微观结构的均匀性，提高材料的热稳定性。

35、3.本技术采用的制备方法，能够精确控制材料的微观结构，从而获得优异的高频性能和热稳定性，有效避免晶格变形和晶粒长大。