[發(fā)明專利]一種NiMnZn鐵氧體材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010253061.0
• 申請日: 2010-08-16
• 公開（公告）號: CN102054552A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏沖;呂東華;雷國莉
• 申請（專利權(quán)）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01F1/36
• 分類號: H01F1/36;C04B35/64
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟磁鐵氧體材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有高溫高飽和磁通密度低損耗特性的NiMnZn鐵氧體材料及其制備方法。

背景技術(shù)

MnZn鐵氧體廣泛用于電子、通訊領(lǐng)域作為電源變壓器材料。傳統(tǒng)的開關(guān)電源變壓器的工作溫度一般為60～100℃，工作頻率為10～100kHz。為了降低鐵氧體器件在變壓器工作溫度范圍的磁心損耗，到目前為止進行了添加劑的加入、元素取代和優(yōu)化工藝條件等各種研究，以降低鐵氧體磁心在變壓器工作溫度范圍的損耗，如公開號為CN1402266A、CN1492453A、CN1896032A、CN1286237A等的中國發(fā)明的報道。隨著開關(guān)電源向小型化、節(jié)能化方向發(fā)展，其工作頻率向高頻方向發(fā)展，如已經(jīng)開發(fā)出工作頻率為500kHz～1MHz的低損耗鐵氧體材料，如公開號為CN1503280A、CN101004962A等中國發(fā)明專利的報道。

由于變壓器本身會產(chǎn)生熱量以及其高工作溫度環(huán)境，如汽車發(fā)動機周圍的電子元器件，變壓器磁心的實際工作溫度常常更高，在80～120℃范圍。這就要求鐵氧體材料在這一溫度范圍不但磁心損耗低，而且飽和磁通密度高，以實現(xiàn)變壓器在上述工作溫度范圍的小型化和高效化。

在已經(jīng)公開的現(xiàn)有技術(shù)中，為降低鐵氧體的損耗，材料組成中ZnO的含量通常大于9mol％。但在上述變壓器工作溫度范圍不能實現(xiàn)材料的高飽和磁通密度的要求。同時為了進一步降低材料的損耗，常常添加SnO₂或TiO₂成分，由于它們?yōu)榉谴判噪s質(zhì)，會使鐵氧體材料的飽和磁通密度降低百分之幾。

公開號為CN1224224A的中國發(fā)明專利和公開號為CN1627455A的中國發(fā)明，公布的高Bs鐵氧體材料，通過把Fe₂O₃的含量限制在53～55mol％、ZnO的含量限制在6.5~9.5mol%范圍，實現(xiàn)了材料的高溫高Bs。但在材料主配方中沒有加入NiO的任何內(nèi)容，所以不同于本發(fā)明。

公開號為CN1294099A的中國發(fā)明專利及公開號為CN1404076A、CN?1649039A的中國發(fā)明公布的鐵氧體，通過在主配方中加入NiO的方法來提高材料的高溫飽和磁通密度。但在添加劑中沒有有關(guān)加入Na₂O的任何內(nèi)容，且其損耗有進一步降低的需要。

由于以上原因，需要開發(fā)一種在高溫下飽和磁通密度高、損耗低的NiMnZn鐵氧體材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的首先是提供一種在高溫下飽和磁通密度高、損耗低的NiMnZn鐵氧體材料，使所述的材料在100℃下的飽和磁通密度在450mT以上（測試條件：1194A/m），100℃下的損耗在320kW/m³以下（測試條件：100kHz/200mT），以使所述的材料能夠適用于80-120℃下的工作環(huán)境。本發(fā)明還提供所述的NiMnZn鐵氧體材料的制備方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，發(fā)明人提供如下的技術(shù)方案：?

一種NiMnZn鐵氧體材料，由主成分和副成分組成，其中：

所述的主成分原料為：Fe₂O₃??53.2～55.7mol%，ZnO?2～11mol％，NiO?0～2.5mol％但不包括0，余量為MnO；

所述的副成分原料以主成分原料總重量計包括：SiO₂?50～200ppm，CaCO₃?200～1500ppm，ZrO₂?50～500ppm，Nb₂O₅?50～500ppm和Na₂O?50～300ppm。

發(fā)明人經(jīng)過大量實驗研究，發(fā)現(xiàn)，通過合理控制鐵氧體主成分配比，并配以適當?shù)母背煞郑梢垣@得一種同時具備高飽和磁通密度和低損耗特性的鐵氧體材料。經(jīng)檢測，所述的鐵氧體材料在100℃下的飽和磁通密度在450mT以上（測試條件：1194A/m），100℃下的損耗在320kW/m³以下（測試條件：100kHz/200mT），得到的材料能夠適用于80-120℃的工作環(huán)境。