[發明專利]一種高性能MnZn軟磁鐵氧體材料的制備方法

有效

• 申請號: 202111032105.1
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113620698B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王宏;竇海之;曾偉鑫;王鑫
• 申請（專利權）人: 江西尚朋電子科技有限公司
• 主分類號: H01F1/34
• 分類號: H01F1/34;C04B35/26;C04B35/622;C04B35/638
• 代理公司: 南昌合達信知識產權代理事務所(普通合伙) 36142
• 代理人: 劉學濤

本發明屬于鐵氧體技術領域，具體涉及一種高性能MnZn軟磁鐵氧體材料的制備方法，包括以下的步驟：(1)備材；(2)成型：a.在模具上下壓制方向邊角設計倒角；b.在坯件的側面內外拐角設計工藝圓角；c.設計模具收縮率為1.15～1.2mm，壓制成型使生胚成型密度達到2.8～3.6g/cm³；(3)在露天放置24～72小時；(4)燒結：a.在升溫段500℃內形成負壓；b.升溫至950～1050℃，通過添加氮氣使平衡氧分壓控制在6.5％以下；c.燒結溫度為1200～1400℃，保溫2～10h，冷卻出爐得到MnZn軟磁鐵氧體材料。本發明可有效改善MnZn軟磁鐵氧體材料電磁性能，顯著提高磁芯燒結密度和機械強度。

技術領域

本發明屬于鐵氧體技術領域，具體涉及一種高性能MnZn軟磁鐵氧體材料的制備方法。

背景技術

MnZn軟磁功率鐵氧體磁芯是開關電源模塊變換器/逆變器的心臟，廣泛應用于通信、汽車電子、平板顯示、光伏/風能等領域，是上述電子設備實現小型、高效、節能和高可靠性的關鍵支撐性電子信息磁性功能材料。

電子電力系統集成智能化、平面貼裝化的迫切需求，推動了開關電源小型輕量化和高頻化的發展。然而隨著工作頻率與溫度的升高，常規的軟磁鐵氧體材料的磁芯損耗會急劇增大，進而引起開關電源惡性發熱甚至燒毀；材料的高溫Bs如果過低，磁芯會工作于趨近飽和階段，電感劇降，電流激增，變壓器燒毀；磁芯的機械強度如果達不到要求，在繞制線圈過程中或者電源移動/震動過程中，受外力作用時會破損開裂，導致自動繞制產線故障或電源系統失效。

軟磁鐵氧體磁芯脆性問題一直是行業難題。隨著電子產品的小型化、扁平化和國內運輸行業暴力作業問題，鐵氧體磁芯元件破損客訴非常突出。同時，由于近幾年人工成本大幅上升，很多電子企業都開始采用自動化磁芯元件裝配設備，這都對鐵氧體磁芯元件的機械強度和韌性提出了更高的要求。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種高性能MnZn軟磁鐵氧體材料的制備方法，在有效改善MnZn軟磁鐵氧體材料綜合電磁性能的同時，并顯著提高磁芯的密度和機械強度。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高性能MnZn軟磁鐵氧體材料的制備方法，包括以下的步驟：

(1)備材：選取MnZn軟磁功率鐵氧體顆粒粉SSP-44材料1Kg；

(2)成型

a.在模具上下壓制方向邊角設計倒角；

b.在坯件的側面內外拐角設計工藝圓角；

c.設計模具收縮率為1.15～1.2mm，壓制成型為生胚，使生胚成型密度達到2.8～3.6g/cm³；

(3)在露天放置24～72小時；

(4)燒結

a.發明人創造“負壓-致密化-低溫”燒結工藝新方法，在燒結工藝新增“壓力-溫度”曲線，在升溫段500℃內形成負壓，有利于坯件內的PVA及水分排出，盡量避免有氧環境中因膠體燃燒形成的薄層外殼；

b.升溫至950～1050℃，大量補充氮氣，通過添加氮氣使平衡氧分壓控制在6.5％以下，目的在于在缺氧環境中降低固相反應的速度，減少晶體內部空格或缺陷，使其致密化；

c.燒結溫度為1200～1400℃，保溫2～10h，冷卻出爐得到MnZn軟磁鐵氧體材料。

優選的，步驟(2)，磁芯規格為I45*10*10，采用45T機械壓機、硬質合金模具。

優選的，步驟(2)，所述倒角為45°，避免坯件及燒后磁芯相互碰撞造成缺損，同時利于提高坯件及磁芯密度；所述圓角的角弧為0.45，利于坯件及燒結時磁芯的應力分散，有效避免產品燒結開裂。