專利名稱::錳鋅鐵氧體的制作方法
技術領域:
:本發(fā)明涉及一種鐵氧體,具體講是涉及一種用于電源用變壓器的磁芯的錳鋅鐵氧體,在100kHzlMHz的廣闊頻率帶中損失較少,且具有高飽和磁通密度、高磁導率。
背景技術:
:隨著科學技術的發(fā)展,電子器件正趨于小型化、輕型化以及工作頻率高頻化,這對Mn—Zn鐵氧體磁芯的性能提出了更高的要求。以前的Mn-Zn鐵氧體中含有很多限制使用驅動頻率的材料,例如,在100kHz左右的頻率下磁導率高,且低損耗的材料。與變壓器的小型化相對應,具有高磁通密度也是很重要的。而且,近幾年來,隨著電源用變壓器的小型化以及驅動頻率的高頻率化的發(fā)展,人們在追求高飽和磁通密度的同時,也在尋求一種降低廣闊頻率帶中由高調(diào)波等原因而帶來的損失的方法。但是,現(xiàn)有的材料有如下缺點在高頻率帶中的損耗很高,但如果將其換成高頻率帶中的低損失材料的話,飽和磁通密度就會變低,同時磁導率也較低(1500左右)。作為高頻率帶的鐵氧體材料,在100kHz數(shù)MHz的頻率下,給Mn—Zn系鐵氧體加入各種各樣的添加物,表現(xiàn)出低損失的材料。像這些高頻率帶用材料主要是以低損失化為目標,但卻忽視了同樣重要的與變壓器小型化相關的飽和磁通密度。相反,高飽和磁通密度材料對高頻率帶的損失的考慮也不夠完善。一般來說,在100kHzlMHz的廣闊頻率帶下,可以兼顧低損耗和高飽和磁通密度是很困難的。要降低在高頻率帶的損耗,就要降低燒成溫度,抑制結晶的成長。但如此一來,就會導致飽和磁通密度的下降。而且,眾所周知,為了充分獲得飽和磁通密度,就要加大作為基本組成成分的Fe203含量,但在這種情況下,電力損失的最小值(Pcvmin)就會向低溫側移動,反而會增大損失。因此,此方法并不實用。目前的鐵氧體磁芯,二者不能兼顧,并且不適于大量生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決以上問題點,本發(fā)明的目的在于提供一種在廣闊頻率帶下兼顧低損耗以及高飽和磁通密度的錳鋅鐵氧體。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明是通過以下的技術方案來實現(xiàn)的一種錳鋅鐵氧體,其特征在于包含主成分和副成分,所述的主成分為52.059.0molX的Fe203、4.010molX的ZnO、剩余為MnO;副成分為0.0020.04重量^的Si02、0.010.4重量%的CaO、0.010.2重量%的Nb205、0.031.5重量X的MgO、0.10.8重量X的Co0。前述的錳鋅鐵氧體,其特征在于所述的Fe203為55.5mol%,ZnO為7.0mol%,MnO為37.5mol%,Si。2為0.007重量%,CaO為0.06重量%,恥205為0.04重量%,MgO為O.7重量%,CoO為O.3重量%。前述的錳鋅鐵氧體,其特征在于所述的錳鋅鐵氧體,其損耗的最小值在100kHz—200mT以及1MHz—50mT時,在40100。C范圍中。前述的錳鋅鐵氧體,其特征在于所述的損耗的最小值,在100kHz—200mT以及l(fā)MHz—50mT時,均在500kW/m3以下。前述的錳鋅鐵氧體,其特征在于所述的錳鋅鐵氧體,其飽和磁通密度為23。C時在530mT以上、IO(TC時在430mT以上。發(fā)明的效果本發(fā)明的錳鋅鐵氧體適用于換電變壓器等磁芯,可以在100kHzlMHz的廣闊頻率帶中兼顧低損失以及飽和高磁通密度、高磁導率,損耗最低溫度在60—80度,并可廣泛應用,可套用其它的模具大量生產(chǎn)。圖1是本發(fā)明的實施例1中不同的主要組成成分的損耗(Pcv)溫度特性(1MHz—50mT時)的示意圖2是本發(fā)明的實施例2中不同的MgO、CoO含量的損耗(Pcv)溫度特性(1MHz—50mT時)的示意圖。具體實施例方式以下結合具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。實施例l如表1所示,將作為組成成分的高純度的氧化鐵、氧化錳以及氧化鋅進行計量,并混合,在大氣中以95(TC預燒2小時。在預燒原料中加入0.007重量%的Si02、0.06重量X的Ca0、0.04重量%的Nb205、0.7重量X的MgO、0.3重量%的0)0,并以1.7Mm的砂磨機粉碎粒徑來對其進行粉碎。之后在粉碎粉中加入聚乙烯醇進行造粒,得到的造粒顆粒按照外徑24mm、內(nèi)徑19mm、高IO咖的環(huán)狀進行成型。之后,在本燒成中控制氧分壓的峰值溫度,在135(TC的溫度下保持4小時后進行降溫,得到燒成結束后的樣品后,用砂磨機測量,得到樣品的損耗(100kHz—200mT和1MHz—50mT、測定溫度23120°C)以及在最大磁界1194A/m的飽和磁通密度。表1就表示出了各組成的損耗最小值、溫度以及在23-C和IO(TC上的飽和磁通密度,同時表中也給出了幾個不合適的比較例。而且,在圖1中也表示出了1MHz—50mT時的損耗溫度特性,圖1是本發(fā)明的實施例1中不同的主要組成成分的損耗(Pcv)溫度特性(1MHz—50mT時)的示意圖。從表l和圖1中明顯可以看出在本發(fā)明的主成分組成范圍內(nèi),損耗最小值在40100。C的范圍之內(nèi),并且100kHz—200mT、1MHz—50mT時均在500kW/m3以下。而飽和磁通密度也分別為23。C時在530mT以上、IO(TC時在430mT以上。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例2本實施例主成分采用實施例1中的實例3的成分組合,副成分中Si02、CaO、恥205的重量比也采用實施例1中的比例,對MgO、CoO的比例進行調(diào)整,其余與實施例1一致。具體為按照Fe2。3:55.5mol%、Zn0:7.0mol%以及剩余部分為Mn0的比例計量高純度的氧化鐵、氧化鋅、氧化錳并混合,在大氣中以950'C的溫度預燒2小時。并按比例在此預燒原料中加入0.007重量%的Si02、0.06重量%的CaO、0.04重量X的Nb20s以及按照表2所示的分量加入MgO、CoO。之后,制作成同實施例1同樣的樣品進行評價。在表2中顯示了損耗最小值、溫度和數(shù)值、在23°C、IO(TC時的飽和磁通密度以及1MHz—50mT時的損耗的溫度特性,圖2是本發(fā)明的實施例2中不同的MgO、CoO含量的損耗(Pcv)溫度特性(1MHz—50mT時)的示意圖。由表2、圖2可以明顯看出,在本發(fā)明的副成分中,在MgO、CoO的添加范圍中,損耗最小值在40°C10(TC范圍中,且100kHz—200mT、lMHz—50mT時,均在500kW/mS以下。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發(fā)明中的主成分為Fe203、MnO、ZnO,有以下范圍限定52.059.0mol^的Fe203、4.010mol^的ZnO、其余為MnO。理由為Fe203下降到52.0molX以下時會導致飽和磁通密度低下,但達到59.0molX以上時就會引起高頻率帶損耗的增大。同樣的,ZnO下降到4.0mol^時,會導致飽和磁通密度低下,上升到10molX以上貝U又會引起高頻率帶損耗的增大,上述比例是通過大量實驗確定的。在以上主成分的基礎上同時添加作為副成分的Si02、CaO、V205、Nb205、Mg0、Co0。由于Si02、CaO可以共存,故此就提高了粒界的比抵抗,降低了渦電流損耗。Nb20s與Si02、CaO—起析出粒界、形成高抵抗,進而降低損耗。Nb20s抑制粒內(nèi)氣孔以及異常粒成長的發(fā)生,粒徑細微,組合均一,結晶組成也趨于安定,有抑制損耗惡化的效果。而且,如果將用于維持目標磁束密度的Fe203、MnO、ZnO作為主要組成成分,且損耗最小值(Pcvmin)降低到40。C以下的話,0100。C范圍內(nèi)CoO在Mn—Zn鐵氧體中是作為Co2+溶質,C()2+作為正極與Fe2+代表的負極互相抵觸,結果產(chǎn)生一個絕對值以及溫度變化的微小的各向異性,有減少從低溫到高溫這一廣大的溫度范圍的溫度特性的變動的效果,同時,還有提高常溫的飽和磁通密度的作用。這些副成分如果是燒成后氧化物的話,就不用理會它添加時的構造;并且,只要在本燒成之前含有此添加,那么,在任何一個工序中進行都可以。上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明,凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案,均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。權利要求1、錳鋅鐵氧體,其特征在于包含主成分和副成分,所述的主成分為52.0~59.0mol%的Fe2O3、4.0~10mol%的ZnO、剩余為MnO;副成分為0.002~0.04重量%的SiO2、0.01~0.4重量%的CaO、0.01~0.2重量%的Nb2O5、0.03~1.5重量%的MgO、0.1~0.8重量%的CoO。2、根據(jù)權利要求1所述的錳鋅鐵氧體,其特征在于所述的Fe^3為55.5mol%,Zn0為7.Omol%,MnO為37.5mol%,Si02為0.007重量%,CaO為0.06重量%,吣205為0.04重量%,MgO為O.7重量%,CoO為O.3重量°%。3、根據(jù)權利要求1所述的錳鋅鐵氧體,其特征在于所述的錳鋅鐵氧體,其損耗的最小值在100kHz—200mT以及1MHz—50mT時,在40100。C范圍中。4、根據(jù)權利要求3所述的錳鋅鐵氧體,其特征在于所述的損耗的最小值,在100kHz—200mT以及1MHz—50mT時,均在500kW/m3以下。5、根據(jù)權利要求1所述的錳鋅鐵氧體,其特征在于所述的錳鋅鐵氧體,其飽和磁通密度為23。C時在530mT以上、IO(TC時在430mT以上。全文摘要本發(fā)明涉及一種錳鋅鐵氧體,其特征在于包含主成分和副成分,所述的主成分為52.0~59.0mol%的Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、4.0~10mol%的ZnO、剩余為MnO;副成分為0.002~0.04重量%的SiO<sub>2</sub>、0.01~0.4重量%的CaO、0.01~0.2重量%的Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>、0.03~1.5重量%的MgO、0.1~0.8重量%的CoO。本發(fā)明的錳鋅鐵氧體適用于換電變壓器等磁芯,可以在100kHz~1MHz的廣闊頻率帶中兼顧低損失以及飽和高磁通密度、高磁導率,并可廣泛應用,可套用其它的模具大量生產(chǎn)。文檔編號C04B35/26GK101381226SQ20081015618公開日2009年3月11日申請日期2008年10月6日優(yōu)先權日2008年10月6日發(fā)明者西垣誠申請人:昆山尼賽拉電子器材有限公司