掺杂钪的镍锌钴铁氧体及其制备方法

1.本发明涉及软磁铁氧体材料技术领域，尤其是一种掺杂钪的镍锌钴铁氧体及其制备方法。


背景技术：

2.niznco铁氧体是常见的软磁材料，其工作频率高达1mhz以上的同时有着较高的饱和磁化强度ms、低介电损耗tanδ以及高的初始磁导率ui等优点，并且其加工成本低、还具有低涡流和低磁损耗等独特的特性为高频领域中微波设备提供了独特的优势，在电感器、电容器、滤波器等元器件中有着重要应用。不仅如此，由于铁氧体具有良好的生物相容特性和低毒性，可利用其超顺磁性和分散性制造核磁共振造影剂和药物靶向等。但是，随着5g技术的发展与成熟，各类电子产品集成化越来越高的同时工作频率也越来越高，对制造宽频范围内高频器件的材料要求也越来越高，要在较宽的频率范围内同时保持相对较大的磁导率、介电常数和高饱和磁化强度，需要研究人员研究新的离子掺杂来改善niznco铁氧体性能。铁氧体的性能非常依赖其微观结构和离子分布，niznco铁氧体具有尖晶石结构，其晶体结构中的八面体点位用[b]表示，四面体点位用[a]表示。[a]和[b]位点上金属离子的分布决定niznco铁氧体的电学性能和磁性能，通过使用不同阳离子进行取代可以导致晶格常数、[a]和[b]位点上阳离子分布改变从而改善介电性能和磁性能。可以使用过渡金属和稀土金属作为取代剂来调整铁氧体的性能。本发明使用稀土钪元素作为掺杂剂来制备掺杂钪的镍锌钴铁氧体。钪原子的外层电子结构为3d14s2，还有一个未配对的电子，表现为顺磁性但是磁化率非常的低，为弱磁性物质，sc
3
离子的3d和4s轨道的电子均为0，内层电子满填充，故对外不表现磁矩。相比于同在ⅲb族的钇原子，钪原子有着更小的原子半径，更小的密度，更大的原子量还有更高的电导率和熔点。值得注意的是，钪的第一布里渊区对称性相对于镱更差，钪的能带结构更复杂，更加不易计算，更加不利于进入取代位，因此相比于镱离子而言，钪离子更加不易取代其他离子。并且，钪在硝酸中，表面会形成钝化层。以上种种原因导致了使用钪来掺杂niznco铁氧体对制造工艺要求更高，制造难度更大，这也是众多研究者不愿使用钪掺杂的原因。不仅要延长搅拌时间使凝胶更加均匀，还要通过长时间的研磨来碾碎钪表面的钝化层。之后的烧结程序里，因为烧结时长过长或过短都会影响性能，则对于烧结时长的把控则需要采用许多不同烧结时长进行试烧结来选择判断哪一个烧结时长更加适合。但相比于钇掺杂，使用钪掺杂获得的niznco铁氧体拥有更高的饱和磁化强度和更高的初始磁导率，更适用于各类电子元器件的生产制造。
[0003]
基于此，研究并设计一种使用稀土元素钪元素作为掺杂剂，添加多种添加剂来制备高磁导率和高饱和磁化强度的镍锌钴铁氧体。


技术实现要素：

[0004]
本发明解决的技术问题是提供一种掺杂钪的镍锌钴铁氧体，其拥有更高的饱和磁化强度和更高的初始磁导率，更适用于各类电子元器件的生产制造。
[0005]
本发明掺杂钪的镍锌钴铁氧体，其分子式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，0＜x≤0.1。
[0006]
在一种实施方案中，0.025≤x≤0.1。
[0007]
作为优选方案，x＝0.025、0.05、0.075或0.1。
[0008]
本发明该提供一种掺杂钪的镍锌钴铁氧体的制备方法。
[0009]
掺杂钪的镍锌钴铁氧体的制备方法，包括以下步骤：
[0010]
a、制备湿凝胶前体：将镍盐、锌盐、钴盐、铁盐、钪盐和水混合，溶解后加入柠檬酸，于70～90℃搅拌反应3～6h，然后调节ph值为6.5～7.5，从而获得湿凝胶前体；
[0011]
b、制备干凝胶前体：将湿凝胶前体干燥，得到干凝胶前体；
[0012]
c、自蔓燃反应：使用引燃剂将干凝胶前体点燃，自蔓燃成纳米级粉体；
[0013]
d、球磨：将纳米级粉体与添加剂混合后球磨，得到球磨料；其中，所述添加剂为caco3和sio2的混合物；
[0014]
e、造粒：将球磨料烘干后加入聚乙烯醇进行造粒；
[0015]
f、制坯：造粒后的粉料压制成坯料；
[0016]
g、烧结：将坯料于1100～1200℃烧结2～6h，即得掺杂钪的镍锌钴铁氧体。
[0017]
在一种实施方式中，步骤a，所述镍盐为硝酸镍，锌盐为硝酸锌，钴盐为硝酸钴，铁盐为硝酸铁，钪盐为硝酸钪。
[0018]
在一种实施方式中，步骤a：镍盐、锌盐、钴盐、铁盐、钪盐物质的量之比为3～5:2～4:0.7～0.9:15～17:0.15～0.9。优选的，镍盐、锌盐、钴盐、铁盐、钪盐物质的量之比为3～5:2～4:0.7～0.9:15～17:0.7～0.9。
[0019]
在一种实施方式中，步骤a，柠檬酸的加入量为镍盐、锌盐、钴盐、铁盐和钪盐的物质的量之和的2～4倍；优选柠檬酸的加入量为镍盐、锌盐、钴盐、铁盐和钪盐的物质的量之和的3倍。
[0020]
优选的，步骤d中，caco3与sio2的重量比为0.4～1.6:0.5～1.2。
[0021]
优选的，步骤d中，caco3与sio2的用量按照纳米级粉体、caco3与sio2的重量比为17～21:0.4～1.6:0.5～1.2的比例添加。
[0022]
优选的，步骤a中，于80℃搅拌反应4h，然后调节ph值为7；
[0023]
步骤b中，干燥温度为70℃～90℃；优选的，干燥温度为80℃；
[0024]
步骤c中，引燃剂为酒精；
[0025]
步骤d中，球磨时间为9～18h，优选为11h；
[0026]
步骤e中，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇水溶液；优选的，聚乙烯醇水溶液的浓度为6wt％～12wt％；聚乙烯醇水溶液的用量按照纳米级粉体与聚乙烯醇的重量比为0.3～0.7:0.2～0.5确定
[0027]
步骤f中，压制的压力为5～20mpa，压制时间为0.5～2min；优选压制的压力为10mpa，压制时间为1min；
[0028]
步骤g中，将坯料于1150℃烧结4h。
[0029]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0030]
1)本技术方案中采用sol-gel自蔓延粉体制备方法结合固相烧结法制备获得nzcsf铁氧体软磁材料，利用稀土sc3 离子代替fe3 离子制备出具有优良电磁性能和高饱
和磁化强度和高初始磁导率的软磁铁氧体材料，具有广泛的应用场景。
[0031]
2)本技术方案中制备获得的nzcsf铁氧体软磁材料，加入sc3 离子，由于sc3 的半径较大，对niznco铁氧体原有的离子分布产生影响，并细化niznco铁氧体的晶粒尺寸，具有良好的电磁性能，本技术方案中niznco铁氧体材料中通过改变材料的微观形貌及利用稀土离子取代非磁性离子可以改善材料的电磁性能和有效提高材料的饱和磁化强度，因此，利用稀土离子取代niznco铁氧体中的fe3 离子制备具有优良电磁性能和高饱和磁化强度的软磁铁氧体材料，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0032]
图1为实施例1-4和对比例1制备获得的nzcsf铁氧体材料的x射线衍射图谱。
[0033]
图2中，图2(a)为实施例1-4和对比例1制备获得的nzcsf铁氧体材料的介电常数随频率的变化关系图；图2(b)为介电损耗随频率的变化关系图；图2(c)为电阻随温度的变化关系图。
[0034]
图3中，图3(a)为实施例1-4和对比例1制备获得的nzcsf铁氧体材料的磁滞回线图；
[0035]
图3(b)为饱和磁化强度和矫顽力随钪取代量x变化的数据图。图3(c)为磁导率随频率变化的关系图；图3(d)为磁损耗随频率变化的关系图。
具体实施方式
[0036]
本发明掺杂钪的镍锌钴铁氧体，其分子式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，0＜x≤0.1。本发明掺杂钪的镍锌钴铁氧体，是以ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4铁氧体为基础，sc
3
取代fe
3
以改善材料的磁性能和电性能，由此得到的掺杂钪的镍锌钴铁氧体，具有高烧结密度、高磁导率、高饱和磁化强度、较高的起始磁导率、高电阻率、低矫顽力和低介质损耗，可为高频电感器、电容器提供关键的材料，解决国内缺乏高频弱电领域相关电子元器件的现状，有望提高我国在高频乃至超高频电子器件小型化、集成化的核心竞争力，打破国外技术封锁。
[0037]
本发明掺杂钪的镍锌钴铁氧体，其分子式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，0＜x≤0.1。
[0038]
优选的，0.025≤x≤0.1。
[0039]
作为优选方案，x＝0.025、0.05、0.075或0.1。即该掺杂钪的镍锌钴铁氧体的分子式为ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.025
fe
1.975
o4、ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.05
fe
1.95
o4、ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc 0.075
fe
1.925
o4或ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc 0.1
fe
1.9
o4。
[0040]
本发明该提供一种掺杂钪的镍锌钴铁氧体的制备方法。
[0041]
掺杂钪的镍锌钴铁氧体的制备方法，包括以下步骤：
[0042]
a、制备湿凝胶前体：将镍盐、锌盐、钴盐、铁盐、钪盐和水混合，溶解后加入柠檬酸，于70～90℃搅拌反应3～6h，然后调节ph值为6.5～7.5，从而获得湿凝胶前体；
[0043]
b、制备干凝胶前体：将湿凝胶前体干燥，得到干凝胶前体；
[0044]
c、自蔓燃反应：使用引燃剂将干凝胶前体点燃，自蔓燃成纳米级粉体；
[0045]
d、球磨：将纳米级粉体与添加剂混合后球磨，得到球磨料；其中，所述添加剂为
caco3和sio2的混合物；
[0046]
e、造粒：将球磨料烘干后加入聚乙烯醇进行造粒；
[0047]
f、制坯：造粒后的粉料压制成坯料；
[0048]
g、烧结：将坯料于1100～1200℃烧结2～6h，即得掺杂钪的镍锌钴铁氧体。
[0049]
本发明方法，采用溶胶凝胶与自蔓延以及球磨相结合的方式，制备得到ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4系尖晶石型铁氧体材料，其制备工艺简单，过程无污染，所得材料同时获得了较高的初始磁导率和饱和磁化强度。
[0050]
a步骤的目的是为了得到湿凝胶前体，将镍盐、锌盐、钴盐、铁盐、钪盐和去离子水混合，溶解后加入柠檬酸，于70～90℃搅拌反应3～6h，然后再调节反应后的体系的ph值为6.5～7.5，从而获得湿凝胶前体。
[0051]
其中，镍盐、锌盐、钴盐、铁盐、钪盐的配比由目标产物分子式来确定。比如，目标产物为ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.025
fe
1.975
o4，则镍盐、锌盐、钴盐、钪盐、铁盐中的各金属元素的摩尔比为0.5:0.4:0.1:0.025:1.975，即按摩尔比，ni:zn:co:sc:fe＝0.5:0.4:0.1:0.025:1.975。
[0052]
优选的，步骤a中：镍盐、锌盐、钴盐、铁盐、钪盐物质的量之比为3～5:2～4:0.7～0.9:15～17:0.15～0.9；更优选的，镍盐、锌盐、钴盐、铁盐、钪盐物质的量之比为3～5:2～4:0.7～0.9:15～17:0.7～0.9。在该范围内，制得的掺杂钪的镍锌钴铁氧体具有更高饱和磁化强度和更高初始磁导率的铁氧体材料。
[0053]
常用的可溶于水的金属盐均适用于本发明。优选的，所述镍盐为硝酸镍，锌盐为硝酸锌，钴盐为硝酸钴，铁盐为硝酸铁，钪盐为硝酸钪。
[0054]
为了加快混合和溶解的速率，混合时也可以采用加热搅拌。本发明对混合时去离子水的加入量并没有要求，仅需能够溶解加入的金属盐即可。
[0055]
将上述金属盐混合溶于水后，再加入柠檬酸。优选的，柠檬酸的加入量为镍盐、锌盐、钴盐、铁盐和钪盐物质的量之和的2～4倍。作为优选方案，柠檬酸的加入量为镍盐、锌盐、钴盐、铁盐和钪盐物质的量之和的3倍。
[0056]
加入柠檬酸之后，升温，于70～90℃搅拌反应3～6h，然后调节反应体系中的ph值为6.5～7.5，本领域常用的调节ph的方法均适用于本发明，比如，可以通过逐渐加入氨水调节体系的ph值。作为优选方案，a步骤中，于80℃搅拌反应4h，然后调节ph值为7。
[0057]
b步骤的目的是为了得到干凝胶前体，仅需将a步骤得到的湿凝胶前体中的水分去除即可。可以采用本领域常规的去除水分的方法，比如，烘干、晾干、阴干等。作为优选方案，采用70℃～90℃烘干的方式进行干燥；优选的，干燥温度为80℃。
[0058]
c步骤自蔓燃反应得到粉料。将干凝胶前体与引燃剂混合并点燃，自蔓燃成纳米级粉体，然后加入聚乙烯醇进行造粒。
[0059]
本领域常用的引燃剂均适用于本发明。优选的，所述引燃剂为酒精。酒精仅需加入少许即可，其加入量为本领域常规引燃的用量，在此不做赘述。
[0060]
自蔓燃反应后，干凝胶前体变为纳米级粉体；
[0061]
d步骤的目的在于将粉料与添加剂充分混合，混合方式采用球磨方式，球磨时间为9～18h，优选为11h。在本步骤中，需要加入caco3和sio2的联合添加剂，如果不加入联合添加剂或者只加入caco3或sio2均会严重影响产品性能。在一种实施方式中，caco3与sio2的重量比为0.4～1.6:0.5～1.2；优选的，步骤d中，caco3与sio2的用量按照纳米级粉体、caco3与
sio2的重量比为17～21:0.4～1.6:0.5～1.2的比例添加。
[0062]
e步骤中，将其与聚乙烯醇混合进行造粒。优选的，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇水溶液；更优选的，聚乙烯醇水溶液的浓度为6wt％～12wt％；聚乙烯醇水溶液的用量按照纳米级粉体与聚乙烯醇的重量比为0.3～0.7:0.2～0.5确定。
[0063]
f步骤为本领域常用的压制制坯方法均适用于本发明。本发明是将粉料压制为片和环。优选的，压制的压力为5～20mpa，压制时间为0.5～2min；更优选压制的压力为10mpa，压制时间为1min。压制可以采用常用的设备，比如手动液压机。
[0064]
g步骤为烧结步骤，将坯料于1100～1200℃烧结2～6h，即可得到掺杂钪的镍锌钴铁氧体。优选的方案，将坯料于1150℃烧结4h。
[0065]
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0066]
实施例中所用原料ni(no3)2·
6h2o、zn(no3)2·
6h2o、co(no3)2·
6h2o、fe(no3)3·
9h2o和sc(no3)3·
6h2o的纯度均大于99.9wt％。
[0067]
实施例1
[0068]
一种使用钪掺杂镍锌钴铁氧体软磁材料的制备方法，包括以下操作步骤：
[0069]
1)配料
[0070]
以分析纯ni(no3)2·
6h2o，zn(no3)2·
6h2o，co(no3)
2,
sc(no3)3·
6h2o和fe(no3)3·
9h2o为原料，按化学式ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.025
fe
1.975
o4进行称量配料。
[0071]
2)制备
[0072]
a、制备湿凝胶前体：按化学计量比ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.025
fe
1.975
o4将硝酸盐溶解在去离子水中，然后充分混合溶解形成浓度为0.15mol/l的溶液；将制备的溶液加入柠檬酸与硝酸盐物质的量比为3的柠檬酸，然后密封，接着在80℃下磁力搅拌4个小时，得到澄清的棕绿色先驱体溶液；将先驱体溶液冷却至室温后再向其中加入氨水，将其ph值调至7；
[0073]
b、制备干凝胶前体：将ph值为7的溶液在80℃下烘干形成干凝胶前体；
[0074]
c、自蔓燃反应：使用酒精将干凝胶前体点燃，通过自蔓延燃烧生成了蓬松树枝状，得到纳米级粉体；
[0075]
d、球磨：将获得的纳米级粉体与添加剂混合放入球磨罐中进行球磨；经过11h的球磨后获得nzcsf铁氧体粉体；其中，所述添加剂为caco3与sio2的混合物；caco3与sio2的用量按照纳米级粉体、caco3与sio2的比为18:1:1的比例添加。
[0076]
e、造粒：将球磨料放入烘箱烘干；将获得的nzcsf铁氧体纳米粉体加入浓度为10％的聚乙烯醇水溶液进行造粒；其中，聚乙烯醇水溶液的用量按照纳米级粉体与聚乙烯醇的重量比为0.5:0.4来确定。
[0077]
f、制坯：将nzcsf纳米粒料用模具在20mp压力下压制1min成环形样品(ф18mm
×
ф8mm
×
h5mm)，在10mp压力下压制1min成片形样品(r10mm
×
h5mm)；其中，环型样品用于磁导率和磁损耗的测量。片形样品用于x射线衍射图谱、介电常数、电损耗、电阻率、烧结密度、饱和磁化强度及矫顽力的测量。
[0078]
g、烧结：将样品在1150℃下保温烧结4h得到铁氧体材料。
[0079]
本实施例制备获得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料，通式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，x＝0.025。
[0080]
实施例2
[0081]
一种使用钪掺杂镍锌钴铁氧体软磁材料的制备方法，包括以下操作步骤：
[0082]
1)配料
[0083]
以分析纯ni(no3)2·
6h2o，zn(no3)2·
6h2o，co(no3)
2,
sc(no3)3·
6h2o和fe(no3)3·
9h2o为原料，按化学式ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.050
fe
1.950
o4进行称量配料。
[0084]
2)制备
[0085]
a、制备湿凝胶前体：按化学计量比ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.050
fe
1.950
o4将硝酸盐溶解在去离子水中后充分混合溶解后形成浓度为0.15mol/l的溶液；将制备的溶液加入柠檬酸与硝酸盐物质的量比为3的柠檬酸，然后密封，接着在80℃下磁力搅拌4个小时，得到澄清的棕绿色先驱体溶液；将先驱体溶液冷却至室温后再向其中加入氨水，将其ph值调至7；
[0086]
随后，按照实施例1中的步骤b～g制得掺杂钪的镍锌钴铁氧体软磁材料。
[0087]
本实施例制备获得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料，通式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，x＝0.050。
[0088]
实施例3
[0089]
一种使用钪掺杂镍锌钴铁氧体软磁材料的制备方法，包括以下操作步骤：
[0090]
1)配料
[0091]
以分析纯ni(no3)2·
6h2o，zn(no3)2·
6h2o，co(no3)
2,
sc(no3)3·
6h2o和fe(no3)3·
9h2o为原料，按化学式ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.075
fe
1.925
o4进行称量配料。
[0092]
2)制备
[0093]
a、制备湿凝胶前体：按化学计量比ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.075
fe
1.925
o4将硝酸盐溶解在去离子水中后充分混合溶解后形成浓度为0.15mol/l的溶液；将制备的溶液加入柠檬酸与硝酸盐物质的量比为3的柠檬酸，然后密封，接着在80℃下磁力搅拌4个小时，得到澄清的棕绿色先驱体溶液；将先驱体溶液冷却至室温后再向其中加入氨水，将其ph值调至7；
[0094]
随后，按照实施例1中的步骤b～g制得掺杂钪的镍锌钴铁氧体软磁材料。
[0095]
本实施例制备获得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料，通式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，x＝0.075。
[0096]
实施例4
[0097]
一种使用钪掺杂镍锌钴铁氧体软磁材料的制备方法，包括以下操作步骤：
[0098]
1)配料
[0099]
以分析纯ni(no3)2·
6h2o，zn(no3)2·
6h2o，co(no3)
2,
sc(no3)3·
6h2o和fe(no3)3·
9h2o为原料，按化学式ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.100
fe
1.900
o4进行称量配料。
[0100]
2)制备
[0101]
a、制备湿凝胶前体：按化学计量比ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
0.100
fe
1.900
o4将硝酸盐溶解在去离子水中后充分混合溶解后形成浓度为0.15mol/l的溶液；将制备的溶液加入柠檬酸与硝酸盐物质的量比为3的柠檬酸，然后密封，接着在80℃下磁力搅拌4个小时，得到澄清的棕绿色先驱体溶液；将先驱体溶液冷却至室温后再向其中加入氨水，将其ph值调至7；
[0102]
随后，按照实施例1中的步骤b～g制得掺杂钪的镍锌钴铁氧体软磁材料。
[0103]
本实施例制备获得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料，通式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，x＝0.100。
[0104]
对比例1
[0105]
一种使用钪掺杂镍锌钴铁氧体软磁材料的制备方法，包括以下操作步骤：
[0106]
1)配料
[0107]
以分析纯ni(no3)2·
6h2o，zn(no3)2·
6h2o，co(no3)2和fe(no3)3·
9h2o为原料，按化学式ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
fe2o4进行称量配料。
[0108]
2)制备
[0109]
a、制备湿凝胶前体：按化学计量比ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
fe2o4将硝酸盐溶解在去离子水中后充分混合溶解后形成浓度为0.15mol/l的溶液；将制备的溶液加入柠檬酸与硝酸盐物质的量比为3的柠檬酸，然后密封，接着在80℃下磁力搅拌4个小时，得到澄清的棕绿色先驱体溶液；将先驱体溶液冷却至室温后再向其中加入氨水，将其ph值调至7；
[0110]
随后，按照实施例1中的步骤b～g制得掺杂钪的镍锌钴铁氧体软磁材料。
[0111]
本对比例制备获得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料，通式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，x＝0。
[0112]
对比例2
[0113]
在实施例2的基础上，仅改变d步骤，其余工艺与实施例2相同。
[0114]
步骤d为：球磨：将获得的纳米级粉体放入球磨罐中进行球磨；经过11h的球磨后获得nzcsf铁氧体粉体；
[0115]
本对比例制备获得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料，通式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，x＝0.050。
[0116]
对比例3
[0117]
在实施例2的基础上，仅改变d步骤，其余工艺与实施例2相同。
[0118]
步骤d为：球磨：将获得的纳米级粉体与caco3放入球磨罐中进行球磨；经过11h球磨后获得nzcsf铁氧体粉体；caco3用量按照纳米级粉体与caco3的重量比为18:2添加。
[0119]
本对比例制备获得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料，通式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，x＝0.050。
[0120]
对比例4
[0121]
在实施例2的基础上，仅改变d步骤，其余工艺与实施例2相同。
[0122]
步骤d为：球磨：将获得的纳米级粉体与sio2放入球磨罐中进行球磨；经过11h的球磨后获得nzcsf铁氧体粉体；sio2的用量按照纳米级粉体与sio2的重量比为18g:2g。
[0123]
本对比例制备获得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料，通式为：ni
0.5
zn
0.4
co
0.1
sc
x
fe
2-x
o4，其中，x＝0.050。
[0124]
对实施例1～4，对比例1～4制得的钪取代镍锌钴铁氧体软磁材料进行测试，烧结密度db、起始磁导率μi(1mhz)、矫顽力hc、饱和磁化强度ms和直流电阻率ρ的检测结果详见表1、表2。
[0125]
本发明的检测方法如下：
[0126]
1.烧结样品的直径和厚度使用千分卡尺进行测量，质量采用高精度电子天平(fa2104j)称量，精度为0.1mg。
[0127]
2.烧结样品的起始磁导率是通过安捷伦hp4291b测量获得。
[0128]
3.烧结样品的矫顽力借助lake shore 8604振动样品磁强计测量磁滞回线获得，
测量磁场范围为-10000～ 10000oe，测量温度为室温。
[0129]
4.lake shore 8604振动样品磁强计可同时测出饱和磁化强度。
[0130]
5.烧结样品的直流电阻率通过keithley 6517b高电阻计测量获得，测量温度范围为25～250℃。
[0131]
表1
[0132][0133]
表2
[0134][0135]
实施例1～4与对比例1相比，实施例1～4中通过加入sc
3
，对镍锌钴铁氧体原有的离子分布产生影响，改变镍锌钴铁氧体的晶粒直径，增强镍锌钴铁氧体软磁材料的饱和磁化强度。
[0136]
从表1～2可以看出，本发明使用稀土元素钪元素作为掺杂剂，添加多种添加剂来制备的镍锌钴铁氧体的烧结密度在增大，初始磁导率增大，电阻率与饱和磁化强度在实例2达到最大值。各种性能相比于对比例1～4有大幅提升。