一種岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合磁性材料，具體的說(shuō)是一種岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]岸基變頻電源是將50Hz工業(yè)用電源轉(zhuǎn)變?yōu)?0Hz高質(zhì)量穩(wěn)頻穩(wěn)壓電源，是向水上的船舶、浮塢或平臺(tái)提供電能的一種裝置；放置于港口碼頭的變電站或附近，并能適應(yīng)高溫、高濕、高腐蝕性等惡劣使用環(huán)境。岸基變頻電源主要由空氣開(kāi)關(guān)、電源專(zhuān)用變頻器和輸出升壓變壓器及系統(tǒng)控制保護(hù)單元構(gòu)成，其中電源專(zhuān)用變頻器及系統(tǒng)控制保護(hù)單元是變頻電源的核心部件。
[0003]由于電源專(zhuān)用變頻器的特殊性，變頻器工作電路中直流疊加成分較多，同時(shí)工作磁場(chǎng)強(qiáng)度較大，因此并非普通的MnZn鐵氧體材料磁芯都能滿(mǎn)足要求。工作于變頻器中的MnZn鐵氧體材料磁芯必須具有較好的電磁性能，即高頻低功耗，同時(shí)其直流疊加特性?xún)?yōu)良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料及其制備方法，具備良好的高頻特性，具有低熱膨脹系數(shù)和低磁致伸縮系數(shù)、高頻低功耗、高飽和磁通密度的特點(diǎn)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的:提供一種岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料，該磁性材料是一種鈷基鐵氧體，該磁性材料制備包括主料和輔助料，主料和輔助料按重量份數(shù)比為6:1，其中主料中按重量百分比計(jì)包含以下組分:Mn:6.80-8.30%, Co:9.12-10.2%，Si:4.50-5.30%, Zn:5.53-6.57%, C:0.41-0.65%，Se:0.45-0.62%，Ti:1.18-1.52%，Y:0.58-0.75%，V:0.55-0.86%，Cu:1.73-2.87%，Mg: 1.22-1.58%, N1: 0.80-0.87%，余量為鐵和不可消除的雜質(zhì)，其中鐵主要以三氧化二鐵形態(tài)存在，鉆以氧化鉆形態(tài)存在；
輔助成分按重量百分比計(jì)包含以下組分:Ce:11-17%, Pr:5_7%，Sm:5_9%，Dy: 1-7%, Pm:0-6%，Gd:3-8%，余量為 La ；
其中主成分中的雜質(zhì)含量控制在N彡0.016%、H彡0.012%、P:0.016-0.018%、S:
0.012-0.014%、O:0.092-0.15%。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:前述的岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料，該磁性材料制備包括主料和輔助料，主料和輔助料按重量份數(shù)比為6:1，其中主料中按重量百分比計(jì)包含以下組分:Mn:6.80%，Co:9.12%，S1:4.50-%，Zn:5.53%, C:0.41%，Se:0.45%，Ti:
1.18%，Y:0.58%，V:0.55%，Cu:1.73%，Mg: 1.22%, N1: 0.80%，余量為鐵和不可消除的雜質(zhì)，其中鐵主要以二氧化一鐵形態(tài)存在，鉆以氧化鉆形態(tài)存在；
輔助成分按重量百分比計(jì)包含以下組分:Ce:11%, Pr:5%, Sm:5%, Dy:1%，Gd:3%，余量為L(zhǎng)a ;其中主成分中的雜質(zhì)含量控制在N:0.016%、H:0.012%、P:0.016%、S:0.012%、O:0.092%。
[0007]前述的岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料，該磁性材料制備包括主料和輔助料，主料和輔助料按重量份數(shù)比為6:1，其中主料中按重量百分比計(jì)包含以下組分:Mn:7.40%，Co:
9.62%，Si:4.94%，Zn:5.87%, C:0.55%，Se:0.56%，T1:1.42%，Y:0.66%，V:0.71%，Cu:1.95%，Mg: 1.43%, N1: 0.82%，余量為鐵和不可消除的雜質(zhì)，其中鐵主要以三氧化二鐵形態(tài)存在，鈷以氧化鉆形態(tài)存在；
輔助成分按重量百分比計(jì)包含以下組分:Ce: 13%，Pr:6%, Sm:5_9%，Dy: 1-7%, Pm:0-6%，Gd:3-8%，余量為L(zhǎng)a ;其中主成分中的雜質(zhì)含量控制在N:0.01:4%、H:0.01:0%、P:0.017%、S:0.013%、O:0.11%。
[0008]前述的岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料，該磁性材料制備包括主料和輔助料，主料和輔助料按重量份數(shù)比為6:1，其中主料中按重量百分比計(jì)包含以下組分:Mn:8.30%，Co:
10.2%，S1:5.30%，Zn:6.57%, C:0.65%，Se:0.62%，T1:1.52%，Y:0.75%，V:0.86%，Cu:2.87%，Mg: 1.58%, N1:0.87%，余量為鐵和不可消除的雜質(zhì)，其中鐵主要以三氧化二鐵形態(tài)存在，鈷以氧化鉆形態(tài)存在；
輔助成分按重量百分比計(jì)包含以下組分:Ce: 17%，Pr:7%, Sm:9%, Dy:7%，Pm:6%，Gd: 8%，余量為L(zhǎng)a ;其中主成分中的雜質(zhì)含量控制在N:0.016%、H:0.012%、P:0.018%、S:0.014%、O:0.15%。
[0009]進(jìn)一步的，前述的岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料的制備方法，包括以下步驟:(1)按照權(quán)利要求1所述組分的配比，稱(chēng)取經(jīng)換算得出的合適配比的金屬鹽分量，將稱(chēng)取的金屬鹽溶解在10ml的蒸餾水中，攪拌至完全溶解；再向金屬鹽溶液中加入濃度為45mol/L的乙酰丙酮溶液，室溫下攪拌40-50min，生成深褐色懸濁液；
(2)配制體積比為3:1的異丙醇與水混合溶液，將步驟(I)得到的懸濁液加到上述異丙醇與水混合溶液，保持50-65°C的溫度，攪拌至完全溶解，室溫冷卻；
(3)按照絡(luò)合劑和金屬離子摩爾比為2:1的比例稱(chēng)取適量的檸檬酸并溶解在50ml的蒸餾水中，并攪拌使其完全溶解；
(4)將步驟(3)獲得的絡(luò)合劑溶液緩慢的加入到步驟(2)的金屬鹽的溶液中，并在加入過(guò)程中不停的攪拌，保持溫度在25-30°C，使其充分的發(fā)生絡(luò)合，攪拌I小時(shí)后將適量的葡萄糖加入上述溶液；
(5)向上述溶液中滴入氨水用于調(diào)節(jié)其pH值，將混合溶液的PH值調(diào)節(jié)至2.8-3.2，將混合溶液加熱攪拌，加熱溫度85-90°C，攪拌3-5小時(shí)，即可獲得凝膠，
(6)將凝膠放置在干燥箱中干燥24小時(shí)，干燥溫度105-120°C，干燥過(guò)程中膠體會(huì)迅速的膨脹，干燥完成后獲得蓬松的干凝膠；采用球磨的方法將含有丙烯腈低聚物的溶液與上述蓬松的干凝膠混合均勻，按質(zhì)量比，丙烯腈低聚物:蓬松的干凝膠=0.4-0.6:3，蒸發(fā)溶劑，室溫干燥；
(7 )在230-250 °C恒溫固化3-5h，然后研磨，在通入氬氣保護(hù)下的馬弗爐中進(jìn)行熱處理，在450 °C、550 °C、650 °C、750 °C、850 °C、950 °C對(duì)應(yīng)的溫度下進(jìn)行煅燒熱處理，每個(gè)溫度下對(duì)應(yīng)的保溫時(shí)間為0.5h、l.5h、2h、2.5h、3h、4h，經(jīng)煅燒在氧化鐵粉體粒子表面形成碳包覆層，再進(jìn)行研磨制得磁性材料碳復(fù)合粉體。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)本發(fā)明的對(duì)組分和工藝的調(diào)整，添加稀土元素后，使得本發(fā)明的磁性材料具有良好的高頻特性，通常的適用范圍在IMHz以上，磁導(dǎo)率一般在1500以下變化，適用于各種磁讀取材料的制造、中軸變壓器磁芯的制造、電感器的制造、濾波線(xiàn)圈的制造等，使其在信息寫(xiě)入讀取、射頻通訊、廣播電視等領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明所選取稀土元素在原子磁矩上具有代表性，并且對(duì)每一種稀土元素都采用不同含量的摻雜，通過(guò)檢測(cè)表明，通過(guò)稀土摻雜可以在一定成都上調(diào)節(jié)鈷基鐵氧體的磁性能，擴(kuò)大鈷基鐵氧體的應(yīng)用范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料，該磁性材料是一種鈷基鐵氧體，該磁性材料制備包括主料和輔助料，主料和輔助料按重量份數(shù)比為6:1，其中主料中按重量百分比計(jì)包含以下組分:Mn:6.80%，Co:9.12%，S1:4.50-%，Zn:5.53%, C:0.41%，Se:0.45%，Ti:1.18%，Y:0.58%，V:0.55%，Cu:1.73%，Mg: 1.22%, N1: 0.80%，余量為鐵和不可消除的雜質(zhì)，其中鐵主要以二氧化一鐵形態(tài)存在，鉆以氧化鉆形態(tài)存在；
輔助成分按重量百分比計(jì)包含以下組分:Ce:11%, Pr:5%, Sm:5%, Dy:1%，Gd:3%，余量為L(zhǎng)a ;其中主成分中的雜質(zhì)含量控制在N:0.016%、H:0.012%、P:0.016%、S:0.012%、O:0.092%。
[0012]本實(shí)施例的制作過(guò)程包括以下步驟:
(1)按照上述組分的配比，稱(chēng)取經(jīng)換算得出的合適配比的金屬鹽分量，將稱(chēng)取的金屬鹽溶解在10ml的蒸餾水中，攪拌至完全溶解；再向金屬鹽溶液中加入濃度為45mol/L的乙酰丙酮溶液，室溫下攪拌40min，生成深褐色懸濁液；
(2)配制體積比為3:1的異丙醇與水混合溶液，將步驟(I)得到的懸濁液加到上述異丙醇與水混合溶液，保持50°C的溫度，攪拌至完全溶解，室溫冷卻；
(3)按照絡(luò)合劑和金屬離子摩爾比為2:1的比例稱(chēng)取適量的檸檬酸并溶解在50ml的蒸餾水中，并攪拌使其完全溶解；
(4)將步驟(3)獲得的絡(luò)合劑溶液緩慢的加入到步驟(2)的金屬鹽的溶液中，并在加入過(guò)程中不停的攪拌，保持溫度在25°C，使其充分的發(fā)生絡(luò)合，攪拌I小時(shí)后將適量的葡萄糖加入上述溶液；
(5)向上述溶液中滴入氨水用于調(diào)節(jié)其pH值，將混合溶液的PH值調(diào)節(jié)至2.8，將混合溶液加熱攪拌，加熱溫度85°C，攪拌5小時(shí)，即可獲得凝膠，
(6)將凝膠放置在干燥箱中干燥24小時(shí)，干燥溫度105°C，干燥過(guò)程中膠體會(huì)迅速的膨脹，干燥完成后獲得蓬松的干凝膠；采用球磨的方法將含有丙烯腈低聚物的溶液與上述蓬松的干凝膠混合均勻，按質(zhì)量比，丙烯腈低聚物:蓬松的干凝膠=0.4:3，蒸發(fā)溶劑，室溫干燥；
(7)在230°C恒溫固化5h，然后研磨，在通入氬氣保護(hù)下的馬弗爐中進(jìn)行熱處理，在450 0C、550 0C、650 V、750 V、850 V、950 V對(duì)應(yīng)的溫度下進(jìn)行煅燒熱處理，每個(gè)溫度下對(duì)應(yīng)的保溫時(shí)間為0.5h、l.5h、2h、2.5h、3h、4h，經(jīng)煅燒在氧化鐵粉體粒子表面形成碳包覆層，再進(jìn)行研磨制得磁性材料碳復(fù)合粉體。
[0013]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種岸基變頻電源專(zhuān)用磁性材料，該磁性材料是一種鈷基鐵氧體，該磁性材料制備包括主料和輔助料，主料和輔助料按重量份數(shù)比為6:1，其中主料中按重量百分比計(jì)包含以下組分:Mn:7.40%，Co:9.62%，S1:4.94%，Zn:5.87%, C:0.55%，Se:0.56%，Ti:1.42%，Y:0.66%，V:0.71%，Cu:1.95%，Mg: 1.43%, N1: 0.82%，余量為鐵和不可消除的雜質(zhì)，其中鐵主要以二氧化一鐵形態(tài)存在，鉆以氧化鉆形態(tài)存在；
輔助成分按重量百分比計(jì)包含以下組分:Ce: 13%，Pr:6%, Sm:5_9%，Dy: 1-7%, Pm:0-6%，Gd:3-8%，余量為L(zhǎng)a ;其中主成分中的雜質(zhì)含量控制在N:0.01:4%、H:0.01:0%、P:0.017%、S:0.013%、O:0.11%。
[0014]本實(shí)施例的制作過(guò)程包括以下步驟:
(1)按照上述組分的配比，稱(chēng)取經(jīng)換算得出的合適配比的金屬鹽分量，將稱(chēng)取的金屬鹽溶解在10ml的蒸餾水中，攪拌至完全溶解；再向金屬鹽溶液中加入濃度為45mol/L的乙酰丙酮溶液