高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體及其製備方法
2023-10-04 04:18:19 1
專利名稱：高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種鎳錳鋅鐵氧體及其製備方法，尤其涉及一種高飽和磁 通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體及其製備方法。 背條披術
伴隨著可攜式移動電子設備的普及，多媒體通信、數字網絡的高速發 展，以及電磁兼容和抗電磁幹擾等領域的需求，目前對功率鐵氧體材料提 出了更高更新的要求。開關電源為壓器輸出扼流圈磁芯要求有很高的飽和 磁通密度，良好的直流疊加特性及低的功率損耗，而汽車用電源磁芯由於 發動機艙內溫度高，要求磁芯具有高溫下的高Bs，隨著新興應用領域的擴 充，對功率腿n鐵氧體除了要求低的損耗之外，還要求有高的飽和磁通密 度。高性能的功率MnZn鐵氧體，除選用各向異性、磁致伸縮小及純度高的 原材料之外，合適的微量元素摻雜和工藝的控制是十分重要的。
眾所周知，JfaiZn功率鐵氧體的損耗是由磁滯損耗，渦流損耗和剩於損 耗組成的。在500kHz, 50mT條件下，損耗主要是由磁滯和渦流兩種損耗組 成，剩於損耗所佔的比例較小。
發明內容
本發明主要是解決現有技術所存在的高居裡溫度下高飽和磁通密度， 高頻損耗功率過高等技術問題；提供了一種設計合理，高飽和磁通密度， 高頻低功率損耗的高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體及其製備方法。
本發明同時還解決了直流疊加特性和儲能特性方面的技術問題，提供
了一種具有良好的直流疊加特性和良好的儲能特性的高飽和磁通密度低損
耗NiMnZn功率鐵氧體及其製備方法。
本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的高飽和 磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體，該鐵氧體包括如下按摩爾百分比的成
分
Fe203: 53 55mol%， MnO: 35 37mol%， ZnO: 5 8mol% , NiO: 2 4mol%。 在上述的的高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體，該鐵氧體還含
有以下按重量百分比的輔助成分中的二種或二種以上 CaCO3:0. 03 0. lwt%， V205 : 0. 005 0. 04 wt%， Ti02: 0. 005 0. 07wt%， Nb205 : 0. 005 0. 04wt%， Zr02: 0. 005 0. 05wt%， Co203 : 0. 05 0. 2wt%。 本發明還提供一種高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體的製備方
法，該方法由以下步驟組成
(1) 配料、混料採用主要成分按摩爾重量百分比為Fe203:53 55mol")6 Mn0:35 37nol%， ZnO: 2 4mo:n6進行稱量，稱重後在混料機中加入去離 子水或蒸餾水進行混合破碎，混合後的料的粒度控制在0. 6 1. 5 u m，
(2) 噴^造粒將混好的料漿經過噴霧造粒，除去料漿中的水份製備 成顆粒料；(3) 預燒預燒將上述經過混合後的顆粒料進行預燒，預燒溫度為 750。C 980。C，預燒最高溫保持時間為0.2 3小時；
(4) 粉碎在上述預燒料中加入以下按重量百分比的輔助成分中的二 種或二種以上CaC03:0.03 0. lwt%， V205: 0. 005 0. 04 wt%， Ti02: 0. 005 0. 07wt%， Nb205: 0. 005 0. 04wt%， Zr02 : 0. 005 0. 05wt%， Co203: 0. 05 0. 2wt i，然後將粉料加入去離子水或蒸餾水後放入粉碎機中進行粉 碎，製備成料獎；
(5)噴霧造粒和成型將上述粉碎的料漿在噴霧塔中進行噴霧造粒，噴霧 造粒製成粒徑為50 500u m的顆粒，然後成型為具有一定形狀的坯件；
(6)燒結將上述成型後的坯件進行在1300。C 138(TC的範圍下進行 燒結，燒結後即形成高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體。
在上述的高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體的製備方法中，在 步驟(4)中所述料槳中固態懸浮物的平均粒度為0.9 1.15um。
在上述的高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體的製備方法中，在 步驟(6)中所述的燒結過程是在氧氣和氮氣的混合氣體的環境進行，其中 在燒結過程中的保溫段氧分壓的範圍為0.5 2%。
為了降低在該測試條件下的損耗。本發明人通過長期研究發現將Ti02 與CaC03作為添加劑按一定比例加入預燒料中，可以提高材料的電阻率，降 低渦流損耗；材料中添加一定量的Co203，使磁心常溫下的ni提高到2000 左右，常溫功耗得到改善，同時常溫Br減少；加入一定量的V205提高產品 的燒結密度來提高飽和磁通密度。當然僅僅這樣優化MnZn功率鐵氧體的性 能是不夠，還需要優化材料的成分和採用合適的製備方法，而本發明人通 過上述材料成分和製備方法得到一種高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵 氧體。該高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體在500kHz， 50mT， 100
。C的條件下功耗小於等於150mW/cm3，在1194A/m, 50Hz的條件下，100°C 的飽和磁通密度大於等於460mT。這樣就能很好的滿足器件對MnZn功率鐵 氧體低損耗，高Bs的要求。
因此，本發明具有如下優點設計合理，高飽和磁通密度，高頻低功 率損耗的，具有良好的直流疊加特性和良好的儲能特性。
具體實施例方式
下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例l: (1)配料、混料採用主要成分按摩爾重量百分比為
Fe203:53 55mol%， Mn0:35 37mol%， Zn0: 2 4moW進行稱量，稱重後 在混料機中加入去離子水進行混合破碎，混合後的料的粒度控制在0.6 1.5um; (2)噴霧造粒將混好的料槳經過噴霧造粒，使料漿達到一定的 含水量，製備成顆粒料；(3)預燒將上述顆粒進行預燒，預燒溫度為750 °C 980°C，預燒時間為0.2 3小時；(4)粉碎在上述預燒料中加入以 下按重量百分比的輔助成分中的二種或二種以上CaC03:0.03 0. lwt%， V205 : 0. 005 0.04wt%， Ti02: 0. 005 0. 07wt%， Nb205 : 0. 005 0. 04wt%， Zr02: 0. 005 0. 05wt%， Co203 : 0. 05 0. 2wt%，然後將粉料加入去離子水後 放入粉碎機中進行粉碎，製備成料漿，料漿中固態懸浮物的平均粒度為 0.9 L15um; (5)噴霧造粒和成型將上述的料漿在噴霧塔中進行噴霧 造粒，噴霧造粒製成粒徑為50 500um的顆粒；然後成型為具有一定形狀 的坯件；(6)燒結將上述成型後的坯件進行在130(TC 138(TC的範圍下 進行燒結，燒結過程是在氧氣和氮氣的混合氣體環境進行，其中在燒結過 程中的保溫段氧分壓的範圍為0.5 2%;燒結後即形成高飽和磁通密度 低損耗MMnZn功率鐵氧體。
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 或補充或釆用類似的方式替代，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損耗NiMnZn功率鐵氧體，其特徵在於該鐵氧體包括如下按摩爾百分比的成分Fe2O353～55mol％，MnO35～37mol％，ZnO5～8mol％，NiO2～4mol％。
全文摘要
本發明涉及一種鎳錳鋅鐵氧體及其製備方法，尤其涉及一種高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體及其製備方法。本發明主要是提供了一種設計合理，高飽和磁通密度，高頻低功率損耗的高飽和磁通密度低損耗NiMnZn功率鐵氧體及其製備方法。本發明主要技術方案為該鐵氧體包括如下按摩爾百分比的成分Fe2O353～55mol％，MnO35～37mol％，ZnO5～8mol％，NiO2～4mol％。
文檔編號H01F1/032GK101183582SQ20061015558
公開日2008年5月21日 申請日期2006年12月29日 優先權日2006年12月29日
發明者劉志堅, 呂飛雨 申請人:橫店集團東磁股份有限公司