專利名稱：寬溫寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及寬溫、寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子整機(jī)系統(tǒng)向小型化、表面貼裝化、大功率化及高溫度穩(wěn)定性方向發(fā)展，對應(yīng)用于其中的低損耗鐵氧體材料提出了更高的要求。特別是新型節(jié)能電光源和環(huán)保節(jié)能汽車市場的興起，如無極燈、電磁感應(yīng)燈、混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車和燃料電池車等，它們需要DC-DC轉(zhuǎn)換器工作在溫度波動(dòng)較寬的條件下。這就迫切需要研制出一種寬溫、寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料，且其必須同時(shí)具有較高磁導(dǎo)率(Ui)和高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(Bs)等特 性。為了提高變壓器的傳輸功率，實(shí)現(xiàn)電子器件的小型化，需要磁芯工作在較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度下。為了降低MnZn鐵氧體在寬溫、寬頻范圍內(nèi)的總損耗，則需要對寬溫、寬頻下具有低損耗特性的材料的總損耗進(jìn)行分離，分析其損耗組成、比例及其與溫度和頻率的關(guān)系，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施來降低特定的損耗，從而更有效的降低材料的總損耗。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種寬溫、寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料及其制備方法。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種寬溫、寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料。其特征在于，由主成分和添加劑組成。其中，主成分按摩爾百分比，以氧化物計(jì)算51 54mol%Fe203，9 13mol%Zn0，0. 02 0. 10mol%Co0,0. 05 0. 20mol%Sn02，余量為 MnO ；以預(yù)燒反應(yīng)后的主成分的質(zhì)量為參照，添加劑按重量百分比，以氧化物計(jì)算:0. 05 0. lwt%Ca0,0. 01 0. 08wt%Bi203, 0. 03 0. 08wt%Ti02,0. 02 0. 05wt%Nb205,0. 01^0. 08wt%Ta205。進(jìn)一步的說，主成分按摩爾百分比，以氧化物計(jì)算52. 0mol%Fe203, 10. 5mol%Zn0,0. 06mol%Co0,0. 12mol%Sn02, 37 . 32mol%Mn0 ;添加劑按重量百分比，以氧化物計(jì)算0. 05wt%Ca0,0. 04wt%Bi203,0. 06wt%Ti02,0 . 03wt%Nb205,0. 05wt%Ta205。本發(fā)明還提供一種寬溫、寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料制備方法，包括以下步驟I)主成分的混合；將由51 54mol%Fe203，9 13mol%Zn0，0. 02 0. 10mol%Co0,0. 05 0. 20mol%Sn02,余量為MnO組成的主成分放入球磨機(jī)中，加入等重量的去離子水，球磨f 2小時(shí)。2)預(yù)燒；將步驟I)混合均勻的粉料在90(Tl050°C于空氣氣氛中預(yù)燒，保溫2 4小時(shí)。3)摻入添加劑；將步驟2)所得粉料按重量百分比加入以下添加劑0. 05、. lwt%Ca0，0. oro. 08wt%Bi203,0. 03^0. 08wt%Ti02,0 . 02^0. 05wt%Nb205, 0. OTO. 08wt%Ta205。4) 二次球磨；將步驟3)所得粉料放入球磨機(jī)中，加入等重量的去離子水，再次球磨2 4小時(shí)，使球磨后的粉料粒徑達(dá)到亞微米級(< I Pm)。5)成型、燒結(jié)；將步驟4)所得粉料按重量百分比加入l(Tl5wt%濃度為10%的聚乙烯醇溶液，混合均勻后造粒，在壓機(jī)上將粒狀粉料壓制成型，放入鐘罩爐內(nèi)燒結(jié)，在90(Tii0(rc緩慢升溫，其中該升溫段的氧分壓為o. oro. 2%，在128(T135(TC保溫4飛小時(shí)，其中保溫段氧分壓為2飛％，降溫過程的平衡氧分壓按Morineau方程控制，進(jìn)行平衡氣氛燒結(jié)。經(jīng)過以上工藝制備出的高性能MnZn功率鐵氧體材料，晶粒均勻致密，氣孔較少，具有較好的寬溫、寬頻低損耗特性。MnZn功率鐵氧體的總損耗(PJ由三部分組成，分別為磁滯損耗(Ph)、渦流損耗(Pe)和剩余損耗(匕)。通過對總損耗進(jìn)行分離可分別得到各部分的損耗值，典型溫度下各種損耗在總損耗中所占的比例如表I所示。表I典型溫度下各種損耗所占總損耗的比例
權(quán)利要求
1.寬溫寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料，其特征在于，由主成分和添加劑組成，其中，主成分按摩爾百分比，以氧化物計(jì)算51 54mol%Fe203，9 13mol%Zn0，0. 02 0. 10mol%Co0,0.05 0. 20mol%Sn02，余量為 MnO ； 以預(yù)燒反應(yīng)后的主成分的質(zhì)量為參照，添加劑按重量百分比，以氧化物計(jì)算:0. 05 0. lwt%Ca0,0. 01 0. 08wt%Bi203, 0. 03 0. 08wt%Ti02,0. 02 0. 05wt%Nb205,0.01^0. 08wt%Ta205。
2.如權(quán)利要求I所述的寬溫寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料，其特征在于，主成分按摩爾百分比，以氧化物計(jì)算52. 0mol%Fe203, 10. 5mol%Zn0,0. 06mol%Co0，0. 12mol%Sn02,37. 32mol%Mn0 ;添加劑按重量百分比，以氧化物計(jì)算:0. 05wt%Ca0,0. 04wt%Bi203, 0.06wt%Ti02,0 . 03wt%Nb205,0. 05wt%Ta205。
3.寬溫寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟 1)主成分的混合將由 51 54mol%Fe203，9 13mol%Zn0，0. 02 0. 10mol%Co0，0. 05 0. 20mol%Sn02,余量為MnO組成的主成分放入球磨機(jī)中，加入等重量的去離子水，球磨廣2小時(shí)； 2)預(yù)燒: 將步驟I)混合均勻的粉料在90(Tl050°C于空氣氣氛中預(yù)燒，保溫2 4小時(shí)。
3)摻入添加劑 將步驟2)所得粉料按重量百分比加入以下添加劑0. 05、. lwt%Ca0,0.OTO. 08wt%Bi203,0. 03^0. 08wt%Ti02,0 . 02^0. 05wt%Nb205, 0. OTO. 08wt%Ta205 ； 4)二次球磨 將步驟3)所得粉料放入球磨機(jī)中，加入等重量的去離子水，再次球磨2 4小時(shí)，使球磨后的粉料粒徑達(dá)到亞微米級； 5)成型、燒結(jié)。
4.寬溫寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料制備方法，其特征在于，所述步驟5)為 將步驟4)所得粉料按重量百分比加入l(Tl5wt%濃度為10%的聚乙烯醇溶液，混合均勻后造粒，在壓機(jī)上將粒狀粉料壓制成型，放入鐘罩爐內(nèi)燒結(jié)，在90(Tll0(rC緩慢升溫，其中該升溫段的氧分壓為0.01 0. 2%，在128(T135(TC保溫4飛小時(shí)，其中保溫段氧分壓為2 6%，降溫過程的平衡氧分壓按Morineau方程控制，進(jìn)行平衡氣氛燒結(jié)。
全文摘要
寬溫寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料，涉及電子材料技術(shù)。本發(fā)明由主成分和添加劑組成，其中，主成分按摩爾百分比，以氧化物計(jì)算51~54mol%Fe2O3，9~13mol%ZnO，0.02~0.10mol%CoO，0.05~0.20mol%SnO2，余量為MnO；以預(yù)燒反應(yīng)后的主成分的質(zhì)量為參照，添加劑按重量百分比，以氧化物計(jì)算0.05~0.1wt%CaO，0.01~0.08wt%Bi2O3，0.03~0.08wt%TiO2，0.02~0.05wt%Nb2O5，0.01~0.08wt%Ta2O5。本發(fā)明的晶粒均勻致密，氣孔較少，具有較好的寬溫、寬頻低損耗特性。
文檔編號(hào)H01F1/36GK102751065SQ201210220728
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者余忠, 蘭中文, 孫科, 蔣曉娜, 許志勇 申請人:電子科技大學(xué)