一種錳鋅鐵氧體材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種新能源汽車DC-DC轉(zhuǎn)換用寬溫低損耗錳鋅鐵氧體材料及其燒結(jié)工藝。由主成分和副成分制成；所述的主成分由下列物質(zhì)組成：54mol%的Fe2O3、39mol%的MnO余量的ZnO；以所有主成分的質(zhì)量之和為基準，所述副成分包括0.45wt%的CoO，0.08wt%的NiO，0.5wt%的TiO2和SnO2中的一種或兩種任意配比的混合物。本發(fā)明制備出的錳鋅鐵氧體材料具有寬溫低損耗特性，能滿足新能源汽車DC-DC轉(zhuǎn)換器對軟磁鐵氧體材料的需求。
【專利說明】一種猛鋅鐵氧體材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子材料中軟磁鐵氧體材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地講是涉及一種新能源汽車DC-DC轉(zhuǎn)換用寬溫低損耗錳鋅鐵氧體材料。
【背景技術(shù)】
[0002]一般錳鋅功率鐵氧體材料的磁特性有著較強的溫度依賴性，溫度不同，損耗也不同，功率損耗隨溫度的變化呈現(xiàn)“V”字形特點，即在常溫和高溫之間存在一個功耗最低溫度點。特定功率鐵氧體材料都是針對某一特定應(yīng)用溫度(40~120°C)而開發(fā)的材料，其功率損耗與溫度的特性曲線具有較深的波谷。在使用中，將波谷對應(yīng)的溫度設(shè)定到比電源電路連續(xù)工作時所能達到的最高溫度略高一些，此時變壓器工作在磁心損耗最低的領(lǐng)域，即使周邊溫度略升一點，由于磁心損耗隨溫度上升而下降，由此引起的發(fā)熱也減少，就可避免熱量的不斷累計上升，從而避免了電子變壓器的燒損現(xiàn)象發(fā)生。
[0003]但近年來出現(xiàn)了很難用上述方法實現(xiàn)的電源，如混合動力汽車(HEV)、電動汽車(EV)、燃料電池車(FCEV)，因為一方面汽車行駛時，周圍環(huán)境溫度會不斷的變化，并且隨著負載的增減也會引起溫度的急劇變化。周圍環(huán)境溫度由于地域不同，季節(jié)不同以及晝夜溫差也會存在顯著差別，作為電源系統(tǒng)中最核心的DC-DC (直流轉(zhuǎn)直流電源)轉(zhuǎn)換器，需要在較寬的溫度范圍內(nèi)將損耗控制在較低水平，這對材料提出了新的要求，迫切需要一種在寬廣溫度范圍內(nèi)都保持低損耗的新型功率鐵氧體材料，以滿足新能源汽車發(fā)展的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新能源汽車DC-DC轉(zhuǎn)換用寬溫低損耗錳鋅鐵氧體材料。
`[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種錳鋅鐵氧體材料，由主成分和副成分制成；所述的主成分由下列物質(zhì)組成:54mol% 的 Fe2O3、39mo 1% 的 MnO 余量的 ZnO ；
[0007]以所有主成分的質(zhì)量之和為基準，所述副成分包括0.45wt%的Co0，0.08wt%的NiO, 0.5wt%的TiO2和SnO2中的一種或兩種任意配比的混合物。
[0008]以所有主成分的質(zhì)量之和為基準，所述副成分還包括0.02wt%的SiO2和V2O5中的一種或兩種任意配比的混合物。
[0009]上述錳鋅鐵氧體材料功率損耗在25~120°C范圍內(nèi)小于350kW/m3。
[0010]發(fā)明人認為，副成分SnO2和TiO2加入后，Sn4+和Ti4+離子溶入尖晶石晶體結(jié)構(gòu)B位，形成Sn4+-Fe2+和Ti4+-Fe2+穩(wěn)定電子對，能有效地抑制Fe3+與Fe2+間的電子躍遷，提高材料的晶粒電阻率(Rg);當再加入副成分V2O5時，其主要偏聚在晶界處，形成高電阻層，提高材料的晶界電阻率(Rg.b)，而總電阻率R由晶界電阻率(Rg.b)和晶粒電阻率(Rg)組成，所以副成分SnO2和TiO2的加入還可提高材料的電阻率；當再加入副成分V2O5時，材料的電阻率會進一步提聞。[0011]本發(fā)明錳鋅鐵氧體材料的制備方法，采用本領(lǐng)域常規(guī)的制備方法即可，具體可包括如下步驟:
[0012](I)配料:按照主成分的摩爾配比進行配料、混合；
[0013](2)預(yù)燒:將球磨好的粉料放入電阻爐中進行預(yù)燒，預(yù)燒溫度850°C，保溫時間為3h ；
[0014](3)二次配料并加入副成分、砂磨:將預(yù)燒好的粉料以及適量的微量添加劑進行砂磨，砂磨時間為2h，旋轉(zhuǎn)速度為600r/min ；
[0015](4)造粒:向摻雜并砂磨后的粉料內(nèi)加入一定的有機溶液并進行過篩處理，將粉料制成圓形細小顆粒；
[0016](5)成型:使用臺式電動壓片機將粉料壓制成特定形狀尺寸的坯件；
[0017](6)燒結(jié):將坯件放入電阻爐中進行燒結(jié)處理。燒結(jié)時，壓坯放置在ZrO2承燒板上，升溫速率為每小時15(T300°C，燒結(jié)溫度為130(Tl380°C，保溫時間為2~8h ；
[0018](7)磨加工、分類包裝。
[0019]本發(fā)明的制備方法不僅成本較低、工藝簡單，而且制備出的錳鋅鐵氧體材料具有寬溫低損耗特性，能滿足新能源汽車DC-DC轉(zhuǎn)換器對軟磁鐵氧體材料的需求；且當同時加入副成分CoO、NiO、TiO2和/或Sn02、SiO2和/或V2O5時，所得錳鋅鐵氧體材料的飽和磁通密度在100°C不小于430mT ;功率損耗在25~120°C范圍內(nèi)小于350kW/m3，功耗最低點達到270kff/m3左右；起始磁導率不小于3000。
【具體實施方式】
[0020]以下為本發(fā)明的【具體實施方式】，對本發(fā)明的技術(shù)特征做進一步的說明，但本發(fā)明不僅限于這些實施例。
[0021]5
[0022]實施例1
[0023]主成分均為Fe2O3:54mol% ；Mn0:39mol% ；ZnO:余量，副成分及主要燒結(jié)工藝見表1。具體制備工藝如下:
[0024](I)配料:按照主成分的摩爾配比進行配料、混合；
[0025](2)預(yù)燒:將球磨好的粉料放入電阻爐中進行預(yù)燒，預(yù)燒溫度850°C，保溫時間為3h ；
[0026](3)二次配料并加入副成分、砂磨:將預(yù)燒好的粉料以及適量的微量添加劑進行砂磨，砂磨時間為2h，旋轉(zhuǎn)速度為600r/min ；
[0027](4)造粒:向摻雜并砂磨后的粉料內(nèi)加入一定的有機溶液并進行過篩處理，將粉料制成圓形細小顆粒；
[0028](5)成型:使用臺式電動壓片機將粉料壓制成特定形狀尺寸的坯件；
[0029](6)燒結(jié):將坯件放入電阻爐中進行燒結(jié)處理。燒結(jié)時，壓坯放置在ZrO2承燒板上，升溫速率為每小時15(T300°C，燒結(jié)溫度為130(Tl380°C，保溫時間為2~8h。
[0030](7)磨加工、分類包裝。
[0031]表1實施例1的副成分及燒結(jié)時的升溫速度、燒結(jié)溫度、保溫時間
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種錳鋅鐵氧體材料，其特征在于，由主成分和副成分制成； 所述的主成分由下列物質(zhì)組成:54mol%的Fe203、39mol%的MnO余量的ZnO ； 以所有主成分的質(zhì)量之和為基準，所述副成分包括0.45wt%的Co0，0.08wt%的NiO，.0.5wt%的TiO2和SnO2中的一種或兩種任意配比的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的錳鋅鐵氧體材料，其特征在于，以所有主成分的質(zhì)量之和為基準，所述副成分還包括0.02wt%的SiO2和V2O5中的一種或兩種任意配比的混合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的錳鋅鐵氧體材料，其特征在于，其功率損耗在25~120°C范圍內(nèi)小于350kW/m3。
【文檔編號】C04B35/26GK103803958SQ201210450965
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】王慧 申請人:王慧