[發明專利]一種高阻抗磁芯燒結工藝

無效

• 申請號: 201110233123.6
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102390990A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 劉洪建
• 申請（專利權）人: 江蘇省晶石磁性材料與器件工程技術研究有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/64
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

技術領域

本發明涉及一種高阻抗磁芯燒結工藝，特別是一種關于制造錳鋅鐵氧體的燒結工藝，屬于錳鋅高磁導率鐵氧體磁性材料的制造領域。

背景技術

由于信息產業的高速發展，以及軟磁鐵氧體材料將進一步向高頻、高磁導率和低損耗的兩高一低方向發展，傳統的普通軟磁鐵氧體已經不能滿足新興的信息網絡技術的要求，高磁導率材料成為許多新興的IT技術不可缺少的組成部分。另外，電子技術應用的日益廣泛，特別是數字電路和開關電源應用的普及，電磁干擾問題日趨嚴重。高磁導率軟磁鐵氧體磁芯能有效地吸收電磁干擾信號，以達到抗電磁場干擾的目的。在這其中，對高導鐵氧體要求最重要的一個參數就是阻抗，要求產品在高頻下，阻抗特性良好。

在具有電阻、電感和電容的電路里，對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成，但不是三者簡單相加。阻抗是電阻與電抗在向量上的和。對于一個具體電路，阻抗不是不變的，而是隨著頻率變化而變化。

在串聯電路中，阻抗可以用公式（1）表示：

Zs=Rs+jωLs???（1）

在并聯電路中，阻抗可以用公式（2）表示：

Zp=1／〔（1/?jωLp）+1/Rp〕???（2）

在公式（1）和（2）中：Zs為串聯阻抗；ω為角頻率=2πf；Ls為串聯電感；Rs為串聯電阻；Zp?為并聯阻抗；?Lp為并聯電感；Rp為并聯電阻；

Zs與Zp都與頻率有關，其特性稱之為阻抗頻率特性，他們與繞組參數有關，在高頻的復數磁導率當中，表現為u′和u′′的頻率特性。通過控制燒結的氣氛，提升晶界間的電阻，改善晶粒大小的一致性，進而提高燒結產品密度，提升產品的阻抗特性。

軟磁鐵氧體材料的燒結過程是一個物理和化學變化的綜合反應過程，它對磁芯幾何尺寸和電磁性能起著決定性作用。對高磁導率材料來說，要得到密度高、氣孔率低、晶粒大而均勻的鐵氧體磁芯，就必須在燒結時嚴格控制燒結溫度、燒結時間和燒結氣氛，同時要控制Mn離子和Zn離子的變價、防止出現ZnO的高溫揮發引起配方偏移，又要保證鐵氧體固相反應完全和抑制巨晶形成。窯爐在燒結過程中升溫速度對鐵氧體產品的密度、晶粒大小及均勻性有直接關系，升溫速度過快將使晶粒尺寸不均勻；升溫速度太慢，則燒成的鐵氧體密度低，氣孔明顯增大。

發明內容

本發明目的，在于提供一種高阻抗磁芯燒結工藝，使用本燒結工藝，可使錳鋅高磁導率鐵氧體磁性材料，具有密度高、晶界電阻率高，氣孔率低、晶粒大而均勻的鐵氧體，提高其阻抗特性。

本發明的技術方案是：一種高阻抗磁芯燒結工藝，本工藝燒結的材質是高磁導率鐵氧體，主要成分為60～64mol％的Fe2O3、8～12mol％的Mn3O4、其余的是ZnO；和副成分的為0.04～0.08wt％的CaCO3、0.04～0.08wt％的Bi2O3、0.02～0.06wt％的MoO3和0.01～0.04wt％的Nb2O5；

用原有氮氣氛保護窯爐，采用二次還原氣氛工藝，使用鐘罩爐進行燒結。

其工藝為：

①升溫階段：在窯爐的升溫階段，窯爐先按自然狀態升溫，到1000℃時，保溫0.5小時，然后緩慢降低溫度至900℃，保溫2小時，同時加大氮氣進入量，降低燒結區的氧含量至0.05-0.10%；產生二次還原的氣氛，使正常燒結的鐵氧體在晶粒成長的過程中，在晶界之間產生部分微小的氣孔，增加晶界電阻率。

②保溫階段：窯爐溫度再緩慢升高，在窯爐1350℃以上的保溫段，升高氧含量，控制在15-20%，以抑制ZnO的揮發，提升電性能。

③降溫階段：在1150℃時，快速降溫。從1150℃降至900℃以下，降速為3小時，同時匹配相應氧含量為，1150℃時0.25-0.?4%，1100℃時0.?1-0.25%，1050℃時0.05-0.1%，1000℃以下時均小于0.03%。

使用本燒結工藝，可使錳鋅高磁導率鐵氧體磁性材料，具有密度高、晶界電阻率高，氣孔率低、晶粒大而均勻的鐵氧體，提高其阻抗特性。

高導磁率鐵氧體是指磁導率大于4000的鐵氧體。其特性為具有低損耗因子、高磁導率、同功率類材料相比，其最突出的特點就是高電感、同時部分材料還具有高阻抗/頻率特性。

附圖說明

圖1?通常的高阻抗磁芯燒結工藝的燒結曲線圖。

圖2是本發明一種高阻抗磁芯燒結工藝燒結曲線圖。

具體實施方式；