[發明專利]寬溫寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210220728.6
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102751065A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 余忠;許志勇;孫科;蔣曉娜;蘭中文
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01F1/36
• 分類號: H01F1/36;C04B35/26;C04B35/622
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所 51215
• 代理人: 劉勛

技術領域

本發明屬于電子材料技術領域，特別涉及寬溫、寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料技術領域。

背景技術

電子整機系統向小型化、表面貼裝化、大功率化及高溫度穩定性方向發展，對應用于其中的低損耗鐵氧體材料提出了更高的要求。特別是新型節能電光源和環保節能汽車市場的興起，如：無極燈、電磁感應燈、混合動力汽車、電動汽車和燃料電池車等，它們需要DC-DC轉換器工作在溫度波動較寬的條件下。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，且其必須同時具有較高磁導率(μ_i)和高飽和磁感應強度(B_s)等特性。為了提高變壓器的傳輸功率，實現電子器件的小型化，需要磁芯工作在較高的磁感應強度下。為了降低MnZn鐵氧體在寬溫、寬頻范圍內的總損耗，則需要對寬溫、寬頻下具有低損耗特性的材料的總損耗進行分離，分析其損耗組成、比例及其與溫度和頻率的關系，進而采取相應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。

發明的內容：

本發明所要解決的技術問題是，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。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，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，以氧化物計算：51~54mol%Fe₂O₃，9~13mol%ZnO，0.02~0.10mol%CoO，0.05~0.20mol%SnO₂，余量為MnO；

以預燒反應后的主成分的質量為參照，添加劑按重量百分比，以氧化物計算：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。

進一步的說，主成分按摩爾百分比，以氧化物計算：52.0mol%Fe₂O₃，10.5mol%ZnO，0.06mol%CoO，0.12mol%SnO₂，37.32mol%MnO；添加劑按重量百分比，以氧化物計算：0.05wt%CaO，0.04wt%Bi₂O₃，0.06wt%TiO₂，0.03wt%Nb₂O₅，0.05wt%Ta₂O₅。

本發明還提供一種寬溫、寬頻低損耗MnZn功率鐵氧體材料制備方法，包括以下步驟：

1）主成分的混合；

將由51~54mol%Fe₂O₃，9~13mol%ZnO，0.02~0.10mol%CoO，0.05~0.20mol%SnO₂，余量為MnO組成的主成分放入球磨機中，加入等重量的去離子水，球磨1~2小時。

2）預燒；

將步驟1）混合均勻的粉料在900~1050℃于空氣氣氛中預燒，保溫2~4小時。

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0.05~0.1wt%CaO，0.01~0.08wt%Bi₂O₃，0.03~0.08wt%TiO₂，0.02~0.05wt%Nb₂O₅，0.01~0.08wt%Ta₂O₅。

4）二次球磨；

將步驟3）所得粉料放入球磨機中，加入等重量的去離子水，再次球磨2~4小時，使球磨后的粉料粒徑達到亞微米級（﹤1μm）。

5）成型、燒結；

將步驟4）所得粉料按重量百分比加入10~15wt%濃度為10%的聚乙烯醇溶液，混合均勻后造粒，在壓機上將粒狀粉料壓制成型，放入鐘罩爐內燒結，在900~1100℃緩慢升溫，其中該升溫段的氧分壓為0.01~0.2%，在1280~1350℃保溫4~6小時，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，進行平衡氣氛燒結。