[發明專利]一種高頻率用軟磁鐵氧體的制備方法

在審

• 申請號: 201911041408.2
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110668806A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 陳海艷
• 申請（專利權）人: 陳海艷
• 主分類號: C04B35/40
• 分類號: C04B35/40;C04B35/622;C04B35/626;H01F1/36
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本發明涉及一種高頻率用軟磁鐵氧體的制備方法，屬于電子器件技術領域。本發明通過添加氧化鋯和氧化錫，制備一種高頻率用軟磁鐵氧體，氧化鋯中鋯離子的半徑大，在鐵氧體晶界處可以形成高阻層，可有效提高材料的晶界電阻率，從而降低高頻渦流損耗，氧化錫屬于低熔點物質，加入氧化錫可實現液相燒結，降低燒結溫度，從而控制材料的晶粒尺寸，并且氧化錫中的錫離子屬于非磁性離子，加入氧化錫可以調節軟磁鐵氧體材料的磁晶各向異性及磁致伸縮系數，從而控制材料的磁滯損耗。

技術領域

本發明涉及一種高頻率用軟磁鐵氧體的制備方法，屬于電子器件技術領域。

背景技術

電子器件的發展一方面需要不斷提高電路設計水平，另一方面也離不開關鍵材料性能的提升及制造工藝的進步。電子器件的進步，往往與半導體材料、絕緣材料、磁性材料以及其他電工陶瓷材料的發展息息相關。在磁性材料領域，各種軟磁鐵氧體材料是目前應用最廣的元器件材料，在幾乎所有的電子設備中，均含有由軟磁鐵氧體組成的磁性器件，如電子計算機，汽車電子，移動設備，電動汽車充電裝置，電路板的電磁屏蔽，各種開關電源、電源適配器，近場通訊裝置，無線充電設施等。其主要應用在各種電感器、變壓器、濾波器等電子元器件中，其構成的器件廣泛應用于現代電力及電子信息等領域。在功率傳輸用的軟磁材料領域，目前應用的材料主要有硅鋼，坡莫合金、金屬非晶、納米晶材料，磁粉芯等金屬軟磁復合材料，鐵氧體材料。鐵氧體是其中唯一的陶瓷半導體材料，其高電阻率有利于在高頻交變電磁場中下遏制渦流損耗，且其制造工藝簡單，成本較低，穩定性高，因此在高頻下具有優異的性能。因此，通過不同的技術來開發高頻低損耗的軟磁鐵氧體磁芯材料具有重要的實際意義。

根據材料使用場合的不同，軟磁鐵氧體常被分為三種不同的類型：高磁導率鐵氧體，功率鐵氧體和抗電磁干擾鐵氧體。高磁導率鐵氧體對起始磁導率要求較高，對于錳鋅鐵氧體而言，通常在5000以上，工業上已經投入使用的產品已經可以迖到13000~15000(TDK-EPCOS:T66、T46、H5C3等型號)，但是當起始磁導率過高時，其居里溫度和磁導率的溫度穩定性會變差，磁導率過高的鐵氧體往往不能進入實際工業化運用中;對于高磁導率鎳鋅鐵氧體，起始磁導率則通常在2000以上。功率鐵氧體是是當前應用最廣，產量最大的鐵氧體，主要是用在功率傳輸過程中，希望能夠在較高的頻率下功耗較低，提高功率傳輸效率，且理想的損耗能夠隨溫度上升而降低，這樣，在元器件因為工作原因發熱后，鐵氧體功率損耗的降低能夠使得器件工作在一個穩定的溫度?？闺姶鸥蓴_(EMI)鐵氧體是一種常見的吸波材料，主要用在各種電子產品中，是能夠有效解決各種通信設備和電子器件間的電磁干擾的有效手段，常見的數據線和濾波器的扼流圈就是主要用了抗EMI鐵氧體。根據軟磁鐵氧體材料化學成分的不同，工業上常見的有如下幾類：錳鋅鐵氧體，鎳鋅鐵氧體，鎂鋅鐵氧體。其中錳鋅功率鐵氧體產量最大，應用最廣泛的一類軟磁鐵氧體材料。

在我國《軟磁鐵氧體材料分類》行業標準中，最主要的一類錳鋅功率鐵氧體的是用于開關電源變壓器的磁芯。電力電子技術的迅速發展已經使得開關電源大規模地替代了原有的線性電源。開關電源起源于上世紀50年代，NASAF(美國國家航空和宇宙航行局)為了降低衛星的重量，開發了小型，輕便，高轉化率，低功率損耗的開關電源，如今，開關電源已經廣泛應用于計算機，工業加工，通信，電氣設備以及家電領域?，F在，絕大多數的電源供電都采用了開關電源，如筆記本電腦的電源適配器、LED燈的驅動電源、充電器、太陽能逆變器、模塊電源、通信電源等等，本質上都是開關電源。

隨著開關電源小型化的要求不斷提高，由于工作頻率越高，變壓器的磁芯大小越小，那么提高開關轉換頻率就可以減小電源的重量和體積。制約工作頻率提高的關鍵技術之一就在于磁芯所使用的高頻寬溫低損耗高性能的功率鐵氧體材料的制備技術。國內外就最常用的錳鋅鐵氧體的研究和產品開發中，工作頻率通常都在1MHz以內，在更高頻率，磁導率和功率損耗隨溫度的改變會有顯著不同。目前，已有采用Fe2O3、Mn3O4、ZnO作為主成分的軟磁鐵氧體材料，但是常規以Fe2O3、Mn3O4、ZnO作為主成分的軟磁鐵氧體材料及磁芯的功率損耗仍然較大，適用頻率也較低。因此，開展對高頻寬溫低損耗高性能功率鐵氧體材料的研究對于電子產品的小型化具有重要的意義。