[發明專利]100KHz以上的高周波數用低損耗Mn-Zn系鐵氧體材料

無效

• 申請號: 201210126139.1
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN103073276A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 譚華彬;王召功;劉義;吉松秀格
• 申請（專利權）人: 江門杰富意磁性材有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種高周波電源用變壓器材料，具體涉及100KHz以上的高周波數用低損耗Mn-Zn系鐵氧體材料。

背景技術：

Mn-Zn系鐵氧體使用在各種通信機器，家用機器等變壓器上，為了防止因Mn-Zn系鐵氧體損耗高引發的變壓器發熱以致性能下降，因此要求Mn-Zn系鐵氧體具有高飽和磁束密度、高透磁率、高抵抗及低損耗等特性。而從因發熱帶來磁氣特性劣化這點來看，低損耗是特別重要的。

為降低Mn-Zn系鐵氧體材料的損耗，通過添加各種微量添加物，就可以改善其特性。例如：在日本特公昭36-2283號公報里，通過復合添加CaCO₃與SiO₂這兩種化合物在鐵氧體結晶粒的粒界處形成了高抵抗相，有效控制過電流的損失，降低了Mn-Zn系鐵氧體磁芯的損耗。

此外，在日本特公昭36-2281號公報里，有記載通過添加0.01～0.1wt％的P₂O₅能提高品質系數Q及初透磁率。但P₂O₅有助熔作用，添加量過多時，在1250～1400℃的高溫燒結下很容易發生異常粒的生長，引發品質不良，因此對燒成溫度的控制要求非常高。

過去，因受Mn-Zn系鐵氧體材料的損耗高的制約，開關電源使用周波數只能在50～100KHz左右，阻礙了電源向小型化、更高周波數領域的發展，為此研發高周波數、低損耗的Mn-Zn系鐵氧體材料成為變壓器發展的必然趨勢。

發明內容：

本發明的目的在于研發使用在100KHz以上高周波數的低損耗Mn-Zn系鐵氧體材料，解決各種通信機器、家用電器中的開關電源因損耗高引發的變壓器發熱以致性能下降，使器件性能更穩定、壽命更長。

為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：

首先確定靶標為80～110℃溫度范圍內，損耗＜330Mw/cm3的100KHz以上的高周波數用低損耗Mn-Zn系鐵氧體材料；

其次設定所述Mn-Zn系鐵氧體材料的組成配方：Fe₂O₃：50～55mol％，MnO：30～40mol％，ZnO：8～14mol％為基本配方，在所述基本配方中添加添加物配方SiO₂：0.005～0.04wt％，CaO：0.02～0.2wt％，氧化磷及/或氧化硼：0.01wt％以內，氧化鈮：0.01～0.05wt％；通過不同的基本配方與添加物配方組合調整所述Mn-Zn系鐵氧體材料損耗；

然后采用軟磁濕法制造工藝，經配料、一次粉碎、一次造粒、預燒、二次粉碎、二次造粒、成型和燒結制成所述Mn-Zn系鐵氧體樣品；

最后對所述Mn-Zn系鐵氧體樣品進行損耗性能分析，根據分析結果對所述基本配方與所述添加物配方進行組合優化調整，最終研發出100KHz以上的高周波數用低損耗Mn-Zn系鐵氧體。

本發明應用在100KHz以上的高周波電源用變壓器上，解決了各種通信機器、家用電器中的開關電源因損耗高引發的變壓器發熱以致性能下降，使器件性能更穩定、壽命更長。

具體實施方式：

首先就此發明，說明一下上述所限定的基本配方與添加物配方比例的原因。

①Fe₂O₃：50～55mol％，MnO：30～40mol％，ZnO：8～14mol％：

電源變壓器的動作溫度通常是在60～100℃，在此溫度范圍內，低損耗是理想的。對于Mn-Zn系鐵氧體，若Fe₂O₃，MnO，ZnO的配合比例在上述范圍內，在60～100℃的溫度內，損耗就會很少；如果組成在此范圍之外，損耗就會增大，使用過程中器件會過熱損壞，所以限定了上述的范圍。

另Fe₂O₃原料，不只是Fe₂O₃，可以是FeO、Fe₃O₄等通過燒制可變化成Fe₂O₃的化合物。例如也可以使用Fe(OH)₂、Fe(OH)₃等；MnO、ZnO原料同樣。

②SiO₂：0.005～0.04wt％：