[發明專利]寬溫低損耗高阻抗MnZn軟磁鐵氧體材料及制備方法

有效

• 申請號: 201810256374.8
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108530050B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 孫科;楊瀟斐;余忠;郭榮迪;蔣曉娜;蘭中文;鄔傳健
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C04B35/38
• 分類號: C04B35/38;C04B35/64;H01F1/34
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

寬溫低損耗高阻抗MnZn軟磁鐵氧體材料及制備方法，屬于鐵氧體材料制備技術領域。本發明的鐵氧體材料包括主成分和添加劑，其特征在于，主成分包括主料和輔料，所述主料包括52.0～55.0mol％Fe₂O₃和9.5～12.5mol％ZnO，余量為MnO，以主料的重量為計算基準，輔料為0.03～0.05wt％的CaO；按主成分的重量為計算基準，以氧化物計算，添加劑包括：0.05～0.08wt％納米BaTiO₃、0.001～0.05wt％Bi₂O₃、0.001～0.035wt％CaO、0.001～0.02wt％Nb₂O₅、0.003～0.20wt％HfO₂、0.08～0.30wt％Co₂O₃。本發明可實現顯微結構調控，從而獲得高阻抗、較高起始磁導率、寬溫低損耗。

技術領域

本發明屬于鐵氧體材料制備技術領域，特別涉及寬溫低損耗(P_L)、高阻抗(Z)MnZn鐵氧體材料及其制備方法。

背景技術

開關電源是現代電子信息技術特別是電子計算機中最重要的組成部分之一，因其小、輕、高效與節能等優勢而在電子信息、電力電子技術等行業獲得了廣泛的應用。隨著電力電子技術和功率電子學的持續發展，電子整機系統向多功能化、集成智能化、小型輕量化及平面貼裝化方向的發展趨勢促使MnZn功率鐵氧體材料向高頻化方向和超低功耗方向發展。特別是新型節能電光源和環保節能汽車市場的興起，使得研制出具有較高起始磁導率(μ_i)、高飽和磁感應強度(B_s)、高電阻率(ρ)、高阻抗(Z)和寬溫低損耗(P_L)的MnZn功率鐵氧體材料具有重要意義。

對于工作于中頻高磁通(100kHz,200mT)條件下的MnZn功率鐵氧體材料，剩余損耗可以忽略，其磁心損耗主要由磁滯損耗和渦流損耗組成。因此，降低MnZn鐵氧體磁滯損耗和渦流損耗，從而，使其在寬溫范圍內保持較低的磁心損耗是一個有效的技術途徑。總體上，影響MnZn功率鐵氧體材料損耗的因素可以分為兩個方面：一是材料主配方和添加劑；二是制備工藝條件。材料的主配方在一定程度上決定了材料的內稟屬性，而通過添加劑以及對工藝條件的有效調整，可在一定程度上控制鐵氧體材料的顯微結構及電磁特性，從而對鐵氧體材料的磁性能產生顯著的影響。MnZn鐵氧體的磁滯損耗是指軟磁材料在交變場中存在不可逆磁化而形成磁滯回線所引起的被材料吸收掉的功率，一方面與鐵氧體內稟屬性相關，另一方面和顯微結構有著密切聯系，即較大且均勻的晶粒可以有效降低磁滯損耗；MnZn鐵氧體的渦流損耗起源于交變磁場的電磁感應所引起的渦流，其與材料電阻率成反比關系，即提高材料電阻率可以有效降低渦流損耗。研究表明，提高MnZn鐵氧體材料的電阻率可以通過增加晶界的電阻率來實現，一些氧化物如CaO、SiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、HfO₂等可以富集于晶界，從而有效提升晶界電阻率。目前，關于高熔點-低熔點復合摻雜對MnZn鐵氧體磁性能及電性能影響的研究較少。為此，本發明提出一種具有高阻抗、較高起始磁導率及飽和磁感應強度，同時在寬溫度(25～100℃)范圍內具有低損耗的MnZn軟磁鐵氧體材料及其制備方法。

發明內容

本發明主要針對現有技術設計的MnZn鐵氧體所存在的寬溫低損耗P_L及高阻抗兩個關鍵參數難以同時滿足的技術難題，提供一種兼具寬溫低損耗及高阻抗特性的MnZn鐵氧體材料及其制備方法。

本發明所要解決的技術問題是：提供一種MnZn鐵氧體材料及制備方法，其材料具有高電阻率、高阻抗、寬溫低損耗及較高起始磁導率的特性。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，寬溫低損耗高阻抗MnZn軟磁鐵氧體材料，包括主成分和添加劑，其特征在于，主成分包括主料和輔料，