高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料的製作方法
2023-10-04 04:21:49 2
專利名稱：高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種MnZn鐵氧體材料及製備方法，尤其涉及高飽和磁通密度 低功耗MnZn鐵氧體材料及製備方法。
背景技術：
MnZn鐵氧體可作為軟磁材料被廣泛用於電源變壓器、扼流圈等通訊設備 和家用電器行業中。當用在100kHz到幾百kHz頻率範圍使用的電源變壓器磁 心時，與其它鐵氧體材料和金屬軟磁材料相比，MnZn鐵氧體的功耗小，飽和 磁通密度較大，所以MnZn鐵氧體是作為變壓器磁心的重要材料。
但是，隨著電子設備的小型化和電源高輸出功率化，和為了在高溫條件 下也能正常使用，普通MnZn鐵氧體材料的飽和磁通密度(Bs),特別是高溫 Bs就顯得不夠；於是越來越多的人來研製和開發高飽和磁通密度(Bs)的MnZn 鐵氧體。
中國專利申請(CN1294099A)公開了一種鐵氧體材料，它通過在材料中 加入NiO來提高了MnZn鐵氧體的Bs，但是由於NiO的價格比較高，大大提 高了 MnZn鐵氧體材料的製造成本，從而降低了產品的市場競爭能力。
又如中國專利申請(CN1627455A)公開了一種鐵氧體材料，通過把Fe203、 Mn0、 ZnO原料組成限定在一定範圍，得到了一種高飽和磁通密度MnZn鐵氧 體。但該專利申請中沒有把VA和Hf02作為添加劑來改善性能的任何內容。
發明內容
本發明針對現有技術在製備高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體所存在 的問題，提供一種高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料，在提高飽和磁通 密度Bs的同時，功耗仍然維持在較低的水平。本發明的目的是通過以下技術方案得以實施的
高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料，該材料是一種尖晶石多晶結
構，以氧化物含量計算的主成份組成包括
Fe2Oj 53.5 54.8mol%; MnO為38.5 44.5mol%; ZnO為1.5 7.5mol%。
上述高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料，作為優選，該材料還含 有Si02和CaO作為第一輔助成分，以主成份為基礎，Si02含量為0.005wt % 0.02wt%， CaO含量為0.01wt% 0.2wt%，且SiCb與CaO的重量百分比
為1: 2 10。
上述高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料，作為優選，該材料還含 有Nb205、 Ta205、 V205、 Zr02、 Hf02其中的任意一種或兩種組合作為第二 輔助成分，以主成份為基礎，Nb2O5含量為0.005wtX 0.05wt。/。， 丁&205含量 為0.005wt% 0.05wt%， V205含量為0.005wt% 0.05wt%， Zr02含量為 0.005wt% 0.05wt%， Hf02含量為0.005wt% 0.05wt%。
上述高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料，作為優選，該材料還含 有1102、 Sn02其中的一種或兩種組合作為第三輔助成分，以主成份為基礎， Ti02含量為0.005wt% 0.25wt%， Sn02含量為0.01wt% 0.5wt%。
上述高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料，作為優選，該材料還含 有CoO作為第四輔助成分，以主成份為基礎，以CoO計算含量為0.005wt % 0.4wt%。
本發明材料與現有技術相比具有以下優點
1、本發明的MnZn鐵氧體材料由於在主成份中沒有加入昂貴的NiO或 Li20，大大降低了MnZn鐵氧體材料的製造成本，從而提高了產品的市場競爭 能力。2、由於對主成份和輔助成分進行的優化組合，應用本發明的鐵氧體材 料在較大幅度提高高溫飽和磁通密度的同時，材料功耗仍然能夠維持在較低 的水平，當該材料用於製作電源變壓器磁心時，不但提高了變壓器的能量轉 換效率，同時縮小了變壓器的體積。
具體實施例方式
以下為本發明的具體實施方式
，對本發明的技術特徵做進一步的說明， 但是本發明並不限於這些實施例。 實施例1:
將由54. 5moP/。的FeA， 2moW的Zn0， 43. 5moP/。的Mn0組成的原材料在砂 磨機中混合l小時，然後在80(TC下預燒2小時。以預燒後的粉料中質量為 基準，在上述預燒料中加入輔助成分，添加的輔助成分(wt%)是0.015wt% 的Si02， 0. 08被％的CaO， 0. 02w"/。的V205， 0. 03wt。/。的Hf02， 0. lwt。/。的Sn02， 0.1wt。/。的Co0，然後進行二次砂磨2小時，加入PVA後進行噴霧造粒，成型 為①25的標準環形磁心進行燒結。在130(TC下保溫5小時，氧分壓維持在6 最後從130(TC降到IO(TC，降溫過程維持平衡氧分壓。 用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 IO(TC下測試樣品的 Bs，結果為455mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv),結 果為330kW/m3。 比較例1:
與實施例1相同，只是把主成份改為54. 7moP/。的FeA， lmoP/。的ZnO， 43. 5mol。/。的MnO。
用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 100。C下測試樣品的 Bs，結果為458mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結 果為852kW/m3。
實施例2:將由53. 5moP/o的Fe203, 7. 5mol。/。的ZnO， 42mol。/。的Mn0組成的原材料在砂 磨機中混合l小時，然後在80(TC下預燒2小時。以預燒後的粉料中質量為 基準，在上述預燒料中加入輔助成分，添加的輔助成分(wt%)是0.015wt% 的Si02， 0. 08w"/。的CaO， 0. 02wt。/。的V205， 0. 03wt。/。的Hf02， 0. lwt。/。的Sn02， 0.1wt。/。的Co0，然後進行二次砂磨2小時，加入PVA後進行噴霧造粒，成型 為①25的標準環形磁心進行燒結。在1300。C下保溫5小時，氧分壓維持在6 %;最後從1300。C降到100。C，降溫過程維持平衡氧分壓。
用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 10(TC下測試樣品的 Bs，結果為448mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結 果為280kW/m3。
比較例2:
與實施例2相同，只是把主成份改為53moP/。的FeA， 10moW的Zn0， 37mol。/。的Mn0。
用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 10(TC下測試樣品的 Bs，結果為420mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結 果為300kW/m3。 實施例3:
與實施例1相同，只是把主成份改為54moW的FeA， 7mol。/。的Zn0， 39mol% 的Mn0。
用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 100"下測試樣品的 Bs，結果為448mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結 果為300kW/m3。
實施例4:
添加的輔助成分(wt%)是0. 015wt。/。的Si02， 0.03wt。/。的CaO，其餘與 與實施例l相同。用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 IO(TC下測試樣品的 Bs，結果為452mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結 果為290kW/m3。 實施例5:
添加的輔助成分(wt%)是0. 02wt。/。的Si02， 0. 2wt。/。的CaO，其餘與與 實施例l相同。
用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 10(TC下測試樣品的 Bs，結果為451mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結 果為300kW/m3。 實施例6:
添加的輔助成分(wt%)是:0.05wt。/。的V205， 0. 05wt。/。的Hf02，其餘與 與實施例l相同。
用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 10(TC下測試樣品的 Bs，結果為453mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結 果為275kW/m3。 實施例7:
添加的輔助成分(wt%)是0.05wty。的V20s，其餘與與實施例l相同。 用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 100。C下測試樣品的
Bs，結果為455mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結
果為285kW/m3。
實施例8:
添加的輔助成分(wt%)是0. 05wt。/。的Hf02，其餘與與實施例1相同。 用SY—8258型B—H測試儀在50Hz、 1194A/m、 10(TC下測試樣品的
Bs，結果為450mT;在100kHz、 200mT下測試樣品的體積功耗(Pcv)，結
果為275kW/m3。本發明中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明 所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補 充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要 求書所定義的範圍。
儘管對本發明已作出了詳細的說明並引證了 一些具體實例，但是對本領 域熟練技術人員來說，只要不離開本發明的精神和範圍可作各種變化或修正 是顯然的。
權利要求
1、一種高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料，其特徵在於該材料是一種尖晶石多晶結構，以氧化物含量計算的主成份包括Fe2O3為53.5～54.8mol％；MnO為38.5～44.5mol％；ZnO為1.5～7.5mol％。
2、 根據權利要求1所述的MnZn鐵氧體材料，其特徵在於該材料還 含有&02和CaO作為第一輔助成分，以主成份為基礎，Si02含量為0.005wt % 0.02wt%， CaO含量為0.01wt% 0.2wt%，且Si02與CaO的重量百分比為1: 2 10。
3、 根據權利要求1或2所述的MnZn鐵氧體材料，其特徵在於該材 料還含有Nb205、 Ta205、 V205、 Zr02、 Hf02其中的任意一種或兩種組合作 為第二輔助成分，以主成份為基礎，Nb20s含量為0.005wt% 0.05wt%， Ta205 含量為0.005wt% 0.05wt%， ￥205含量為0.005wt% 0.05wt%， ZrCb含量 為0.005wt% 0.05wt%， Hf02含量為0.005wt% 0.05wt%。
4、 根據權利要求3所述的MnZn鐵氧體材料，其特徵在於該材料還 含有Nb205、 Ta205、 V205、 Zr02、 Hf02其中的任意一種或兩種組合作為第 二輔助成分，以主成份為基礎，，205含量為0.005wto% 0.05wt%， Ta205 含量為0.005wt% 0.05wt%， ￥205含量為0.005wt% 0.05wt%， Zr02含量 為0.005wt% 0.05wt%， Hf02含量為0.005wt% 0.05wt%。
5、 根據權利要求1或2所述的MnZn鐵氧體材料，其特徵在於該材 料還含有Ti02、 Sn02其中的一種或兩種組合作為第三輔助成分，以主成份為基礎，Ti02含量為0.005wt% 0.25wt%， Sn02含量為0.01wt% 0.5wt%。
6、 根據權利要求3所述的MnZn鐵氧體材料，其特徵在於該材料還 含有Ti02、Sn02其中的一種或兩種組合作為第三輔助成分，以主成份為基礎， Ti02含量為0.005wt% 0.25wt%， Sn02含量為0.01wtQ% 0.5wt%。
7、 根據權利要求l或2所述的MnZn鐵氧體材料，其特徵在於該材 料還含有CoO作為第四輔助成分，以主成份為基礎，以CoO計算含量為 0.005wt% 0.4wt%。
8、 根據權利要求3所述的MnZn鐵氧體材料，其特徵在於該材料還 含有CoO作為第四輔助成分，以主成份為基礎，以CoO計算含量為0.005wt % 0.4wt%。
全文摘要
本發明提供了一種高飽和磁通密度低功耗MnZn鐵氧體材料，在提高飽和磁通密度Bs的同時，功耗仍然維持在較低的水平。該材料是一種尖晶石多晶結構，以氧化物含量計算的主成份組成包括Fe2O3為53.5～54.8mol％，MnO為38.5～44.5mol％，ZnO為1.5～7.5mol％；該材料還含有SiO2和CaO作為第一輔助成分，含有Nb2O5、Ta2O5、V2O5、ZrO2、HfO2其中的任意一種或兩種組合作為第二輔助成分，含有TiO2、SnO2其中的一種或兩種組合作為第三輔助成分，含有CoO作為第四輔助成分。
文檔編號H01F1/34GK101552073SQ20081016373
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者包大新, 呂東華, 陳文洪, 雷國莉, 衝 顏 申請人:橫店集團東磁股份有限公司