專利名稱：：寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鐵氧體及生產(chǎn)方法，尤其涉及一種寬溫度領(lǐng)域內(nèi)具備低功耗的Mn-Zn系軟磁鐵氧體及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：一般條件下使用的開關(guān)電源、阻流圈中使用的磁性材料基本上是按照工作環(huán)境溫度(約IO(TC左右)下進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)的。所以，這些開關(guān)電源、阻流圈在工作條件下的功耗損失較小；但大多數(shù)設(shè)備的待機(jī)溫度為常溫，這種鐵氧體材料在設(shè)備待機(jī)條件下(即常溫下)的功耗損失卻是比較高的(一般達(dá)到800kW/m3甚至以上)，也就是說，在常溫待機(jī)狀態(tài)的電能浪費(fèi)問題比較嚴(yán)重。在汽車電子行業(yè)，由于驅(qū)動負(fù)荷隨時都會發(fā)生變化，磁性體周圍的環(huán)境溫度也會發(fā)生較大幅度的溫度變化，這種情況下需要隨使用寬溫變化磁性能變化小的磁性材料。另外，一些通訊設(shè)備通常都要設(shè)置在室外工作，面對四季變化的苛刻的使用環(huán)境，為了確保這些通訊設(shè)備任何時候都可以正常工作，磁芯必須要可以滿足寬溫范圍內(nèi)的良好性能。近年來，隨著電子科技的不斷發(fā)展，上述要求逐步成為現(xiàn)在磁性材料行業(yè)的需要解決課題。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體及生產(chǎn)方法，該方法生產(chǎn)的Mn-Zn系軟磁鐵氧體飽和磁通密度高，在2012(TC范圍內(nèi)功耗損失小，即在寬溫度范圍內(nèi)功耗損失變化小。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明主要采用高純度Fe203、Mn304(以MnO來計算)和ZnO為主要原材料，其比例范圍為Fe203:52.054.Omol%、MnO:35.041.0moiy。和ZnO:7llmol%。摻雜物方面，除了添加通常的Si02、CaO、NbA和VA外，還同時摻雜了CoO，其適當(dāng)?shù)耐度肓繛镾i02:0.0020.02wt%、CaO:0.010.2wt%、Nb205:0.010.lwt%、V205:0.010.lwtW禾口CoO:0.20.5wt%。確保材料在20120度的溫度范圍內(nèi)，功耗損失(Pcv)在400kW/m3，最低Pcv溫度基本在60120度范圍內(nèi)，其最低Pcv值達(dá)到300kW/m3甚至以下。寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體的生產(chǎn)方法1)、稱量:通過上述比例正確稱量出個原材料的重量;2)、混合將稱量后的原料依次投入到干式振動球磨機(jī)，進(jìn)行2030分鐘混合，要求混合均勻，沒有明顯的色差；3)、予燒將混合均勻的原料投入推進(jìn)式予燒窯，予燒溫度設(shè)定為8501100。C，高溫予燒時間為25小時；4)、粉碎采用振動球磨機(jī)對予燒完成的粉料進(jìn)行1040分鐘的粉碎；5)、砂磨在砂磨機(jī)內(nèi)投入適量的粉料，投入預(yù)先計量好的雜質(zhì)，并投入下述添加劑進(jìn)行砂磨(精細(xì)粉碎)，通過4080分鐘的研磨使平均粒子徑達(dá)到2.2um以下，所述添加劑為粘結(jié)劑、分散劑和消泡劑；6)、造粒采用噴霧造粒干燥塔制成真圓度好、流動性能佳的顆粒原料，通常原料的松裝比重在1.201.40g/cm3，安息角(流動角)小于等于30度，顆粒水分含量在O.5討％以內(nèi)。磁芯具備最低300kW/m3的功耗，并且，在2012(TC的寬溫范圍內(nèi)平緩、穩(wěn)定，其功耗值在400kW/m3以下，在最高磁場強(qiáng)度為800A/m的測定條件下，23。C時的飽和磁通密度可以達(dá)到530mT。本發(fā)明的有益效果是通過上述配方和工藝條件的管控，本發(fā)明所提供的Mn-Zn系鐵氧體材料具備最低300kW/m3的功耗，并且，在2012(TC的寬溫范圍內(nèi)平緩、穩(wěn)定，其功耗值在400kW/m3以下。在最高磁場強(qiáng)度為800A/m的測定條件下，23。C時的飽和磁通密度可以達(dá)到530mT?？偠灾景l(fā)明飽和磁通密度高，在2012(TC范圍內(nèi)功耗損失小，即在寬溫度范圍內(nèi)功耗損失變化小。圖1為按照CoO的添加量的不同，功耗隨溫度的變化產(chǎn)生的變化圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例，一種寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體及生產(chǎn)方法，包括FeA、MnA和ZnO，MnA以MnO來計算，按Fe203:53.0mol%、MnO:38.5molS和ZnO:8.5mol。/。進(jìn)行計量、混合，用推進(jìn)式予燒爐進(jìn)行予燒(95CTCX2小時)，經(jīng)過20分鐘的粉碎，加入摻雜物Si02:0.008wt%、CaO:0.04wt%、歸5:0.03wt%、V205:0.035wt%。摻雜物CoO的加入量按照下面表1的添加量進(jìn)行添加，再加入適量的去離子純水、粘結(jié)劑、分散劑、消泡劑進(jìn)行砂磨。用噴霧造粒塔進(jìn)行10(TC左右的干燥造粒。用所制得的原料進(jìn)行成形、在控制氧分壓的同時用1300°CX5小時的保溫條件進(jìn)行燒結(jié)，得到外徑為22mm、內(nèi)徑為14mm、高度為8mm的環(huán)形樣品。用B-H測試儀對樣環(huán)進(jìn)行不同溫度條件下的功耗和23。C時的飽和磁通密度的測定，將23°C、80°C、120。C的功耗和23。C的飽和磁通密度的測定結(jié)果記入表1。表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表l中適用例1、2、3、4和5為Co0含量在本發(fā)明范圍內(nèi)，比較例1和2為CoO含量不在本發(fā)明范圍內(nèi)。從上表的結(jié)果可以看出，在CoO適用范圍內(nèi)的樣品的功耗在20120。C范圍內(nèi)功耗值都在400kW/m3以下，同時，其飽和磁通密度達(dá)到了530mT以上。將不同溫度條件下的功耗值作成圖1。從上圖可以看出，適用例與比較例相比其功耗隨溫度的變化曲線變化幅度小，線性平穩(wěn)，確保了寬溫范圍內(nèi)的特性安定。在主成份Fe203、Mn304和ZnO的基礎(chǔ)上，同時加上了一定的摻雜物Si02、CaO、Nb205、V205、CoO。其中，SiOz和CaO共同添加使晶界層產(chǎn)生較高的阻抗層、減小渦流損耗；NbA、Si02和CaO同時析出到晶界層，除了可以減小損耗外，也可以減小剩磁;^05可以抑制由于釆用恥205引起的晶粒內(nèi)氣孔和異常結(jié)晶的發(fā)生，以提升飽和磁通密度，減小剩磁。CoO的使用可以使寬溫度范圍內(nèi)的特性變化率減小。但CoO的使用量要特別注意，本發(fā)明的結(jié)果表明，最合適的添加范圍為0.20.5wt%。添加量超出范圍時，會造成功耗溫度特性曲線的波動(功耗隨溫度的變化大)。本發(fā)明是在高度要求環(huán)保、節(jié)能的社會背景下進(jìn)行設(shè)計探討的，是符合社會發(fā)展的大前提的，因而其市場前景是十分廣闊的。本例中所述的粘結(jié)劑一般為聚乙烯醇。本例所述的wtW是指相對于Fe203、Mii304和ZnO的總重量比例(在理論上總重量包括摻雜物和添加劑本身，在實(shí)際操作時，因摻雜物和添加劑用量非常少，為了計量方便，一般忽略不計)。再砂磨時用的去離子純水、粘結(jié)劑、分散劑和消泡劑各添加劑的用量為同領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。權(quán)利要求1.一種寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體，其特征是包括Fe2O3、Mn3O4和ZnO，Mn3O4以MnO來計算，其比例范圍為Fe2O352.0～54.0mol％、MnO35.0～41.0mol％和ZnO7～11mol％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體，其特征是同時添加摻雜物Si02、CaO、恥205和V205，其合適的添加量范圍為Si02:0.0020.02wt%、CaO:0.010.2wt%、Nb205:0.010.lwtW和V205:0.010.lwt%，摻雜物wtW是指相對于Fe203、Mn304和ZnO的總重量比例。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體，其特征是還添加摻雜物CoO，其添加量范圍為CoO:0.20.5wt%，wt。/。是指相對于Fe203、Mri304和ZnO的總重量比例。4.一種寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體的生產(chǎn)方法，其特征是1)、稱量通過上述比例正確稱量出各原材料的重量；2)、混合將稱量后的原料依次投入到干式振動球磨機(jī)，進(jìn)行2030分鐘混合，要求混合均勻，沒有明顯的色差；3)、予燒將混合均勻的原料投入推進(jìn)式予燒窯，予燒溫度設(shè)定為850110(TC，高溫予燒時間為25小時；4)、粉碎采用振動球磨機(jī)對予燒完成的粉料進(jìn)行1040分鐘的粉碎；5)、砂磨在砂磨機(jī)內(nèi)投入適量的粉料，投入預(yù)先計量好的摻雜物，并投入粘結(jié)劑、分散劑和消泡劑這些添加劑，進(jìn)行精細(xì)粉碎砂磨，通過4080分鐘的研磨使平均粒子徑達(dá)到2.2um以下；6)、造粒采用噴霧造粒干燥塔制成真圓度好、流動性能佳的顆粒原料，通常原料的松裝比重在1.201.40g/cm3，安息角小于等于30度，顆粒水分含量在0.5wty。以內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體，其特征是磁芯具備最低300kW/m3的功耗，并且，在2012(TC的寬溫范圍內(nèi)平緩、穩(wěn)定，其功耗值在400kW/m3以下，在最高磁場強(qiáng)度為800A/m的測定條件下，23t:時的飽和磁通密度可以達(dá)到530mT。全文摘要本發(fā)明公開了一種寬溫低損耗Mn-Zn系軟磁鐵氧體及生產(chǎn)方法，包括Fe₂O₃、Mn₃O₄和ZnO，Mn₃O₄以MnO來計算，其比例范圍為Fe₂O₃52.0～54.0mol％、MnO35.0～41.0mol％和ZnO7～11mol％。本例最低點(diǎn)功耗達(dá)到300kW/m³以下，20～120℃范圍內(nèi)的功耗整體在400kW/m³以內(nèi)，同時具備常溫時較高的飽和磁通密度，即本發(fā)明飽和磁通密度高，在20～120℃范圍內(nèi)功耗損失小，也就是說寬溫度范圍內(nèi)功耗損失變化小，是一種適應(yīng)社會節(jié)能需求的功率鐵氧體材料。文檔編號H01F1/34GK101241791SQ20071001971公開日2008年8月13日申請日期2007年2月6日優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日發(fā)明者曹之凡,蔡建華申請人:昆山尼賽拉電子器材有限公司