专利名称：宽温宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于电子材料技术领域，特别涉及宽温、宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料技术领域。
背景技术：
电子整机系统向小型化、表面贴装化、大功率化及高温度稳定性方向发展，对应用于其中的低损耗铁氧体材料提出了更高的要求。特别是新型节能电光源和环保节能汽车市场的兴起，如无极灯、电磁感应灯、混合动力汽车、电动汽车和燃料电池车等，它们需要DC-DC转换器工作在温度波动较宽的条件下。这就迫切需要研制出一种宽温、宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料，且其必须同时具有较高磁导率(Ui)和高饱和磁感应强度(Bs)等特 性。为了提高变压器的传输功率，实现电子器件的小型化，需要磁芯工作在较高的磁感应强度下。为了降低MnZn铁氧体在宽温、宽频范围内的总损耗，则需要对宽温、宽频下具有低损耗特性的材料的总损耗进行分离，分析其损耗组成、比例及其与温度和频率的关系，进而采取相应的措施来降低特定的损耗，从而更有效的降低材料的总损耗。
发明的内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种宽温、宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料及其制备方法。本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种宽温、宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料。其特征在于，由主成分和添加剂组成。其中，主成分按摩尔百分比，以氧化物计算51 54mol%Fe203，9 13mol%Zn0，0. 02 0. 10mol%Co0,0. 05 0. 20mol%Sn02，余量为 MnO ；以预烧反应后的主成分的质量为参照，添加剂按重量百分比，以氧化物计算:0. 05 0. lwt%Ca0,0. 01 0. 08wt%Bi203, 0. 03 0. 08wt%Ti02,0. 02 0. 05wt%Nb205,0. 01^0. 08wt%Ta205。进一步的说，主成分按摩尔百分比，以氧化物计算52. 0mol%Fe203, 10. 5mol%Zn0,0. 06mol%Co0,0. 12mol%Sn02, 37 . 32mol%Mn0 ;添加剂按重量百分比，以氧化物计算0. 05wt%Ca0,0. 04wt%Bi203,0. 06wt%Ti02,0 . 03wt%Nb205,0. 05wt%Ta205。本发明还提供一种宽温、宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料制备方法，包括以下步骤I)主成分的混合；将由51 54mol%Fe203，9 13mol%Zn0，0. 02 0. 10mol%Co0,0. 05 0. 20mol%Sn02,余量为MnO组成的主成分放入球磨机中，加入等重量的去离子水，球磨f 2小时。2)预烧；将步骤I)混合均匀的粉料在90(Tl050°C于空气气氛中预烧，保温2 4小时。3)掺入添加剂；将步骤2)所得粉料按重量百分比加入以下添加剂0. 05、. lwt%Ca0，0. oro. 08wt%Bi203,0. 03^0. 08wt%Ti02,0 . 02^0. 05wt%Nb205, 0. OTO. 08wt%Ta205。4) 二次球磨；将步骤3)所得粉料放入球磨机中，加入等重量的去离子水，再次球磨2 4小时，使球磨后的粉料粒径达到亚微米级(< I Pm)。5)成型、烧结；将步骤4)所得粉料按重量百分比加入l(Tl5wt%浓度为10%的聚乙烯醇溶液，混合均匀后造粒，在压机上将粒状粉料压制成型，放入钟罩炉内烧结，在90(Tii0(rc缓慢升温，其中该升温段的氧分压为o. oro. 2%，在128(T135(TC保温4飞小时，其中保温段氧分压为2飞％，降温过程的平衡氧分压按Morineau方程控制，进行平衡气氛烧结。经过以上工艺制备出的高性能MnZn功率铁氧体材料，晶粒均匀致密，气孔较少，具有较好的宽温、宽频低损耗特性。MnZn功率铁氧体的总损耗(PJ由三部分组成，分别为磁滞损耗(Ph)、涡流损耗(Pe)和剩余损耗(匕)。通过对总损耗进行分离可分别得到各部分的损耗值，典型温度下各种损耗在总损耗中所占的比例如表I所示。表I典型温度下各种损耗所占总损耗的比例
权利要求
1.宽温宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料，其特征在于，由主成分和添加剂组成，其中，主成分按摩尔百分比，以氧化物计算51 54mol%Fe203，9 13mol%Zn0，0. 02 0. 10mol%Co0,0.05 0. 20mol%Sn02，余量为 MnO ； 以预烧反应后的主成分的质量为参照，添加剂按重量百分比，以氧化物计算:0. 05 0. lwt%Ca0,0. 01 0. 08wt%Bi203, 0. 03 0. 08wt%Ti02,0. 02 0. 05wt%Nb205,0.01^0. 08wt%Ta205。
2.如权利要求I所述的宽温宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料，其特征在于，主成分按摩尔百分比，以氧化物计算52. 0mol%Fe203, 10. 5mol%Zn0,0. 06mol%Co0，0. 12mol%Sn02,37. 32mol%Mn0 ;添加剂按重量百分比，以氧化物计算:0. 05wt%Ca0,0. 04wt%Bi203, 0.06wt%Ti02,0 . 03wt%Nb205,0. 05wt%Ta205。
3.宽温宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤 1)主成分的混合将由 51 54mol%Fe203，9 13mol%Zn0，0. 02 0. 10mol%Co0，0. 05 0. 20mol%Sn02,余量为MnO组成的主成分放入球磨机中，加入等重量的去离子水，球磨广2小时； 2)预烧: 将步骤I)混合均匀的粉料在90(Tl050°C于空气气氛中预烧，保温2 4小时。
3)掺入添加剂 将步骤2)所得粉料按重量百分比加入以下添加剂0. 05、. lwt%Ca0,0.OTO. 08wt%Bi203,0. 03^0. 08wt%Ti02,0 . 02^0. 05wt%Nb205, 0. OTO. 08wt%Ta205 ； 4)二次球磨 将步骤3)所得粉料放入球磨机中，加入等重量的去离子水，再次球磨2 4小时，使球磨后的粉料粒径达到亚微米级； 5)成型、烧结。
4.宽温宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料制备方法，其特征在于，所述步骤5)为 将步骤4)所得粉料按重量百分比加入l(Tl5wt%浓度为10%的聚乙烯醇溶液，混合均匀后造粒，在压机上将粒状粉料压制成型，放入钟罩炉内烧结，在90(Tll0(rC缓慢升温，其中该升温段的氧分压为0.01 0. 2%，在128(T135(TC保温4飞小时，其中保温段氧分压为2 6%，降温过程的平衡氧分压按Morineau方程控制，进行平衡气氛烧结。
全文摘要
宽温宽频低损耗MnZn功率铁氧体材料，涉及电子材料技术。本发明由主成分和添加剂组成，其中，主成分按摩尔百分比，以氧化物计算51~54mol%Fe2O3，9~13mol%ZnO，0.02~0.10mol%CoO，0.05~0.20mol%SnO2，余量为MnO；以预烧反应后的主成分的质量为参照，添加剂按重量百分比，以氧化物计算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。本发明的晶粒均匀致密，气孔较少，具有较好的宽温、宽频低损耗特性。
文档编号H01F1/36GK102751065SQ201210220728
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者余忠, 兰中文, 孙科, 蒋晓娜, 许志勇 申请人:电子科技大学