專利名稱：一種具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Mn-Zn鐵氧體材料，具體說，是涉及一種具有高磁 導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料。
背景技術(shù)：
軟磁鐵氧體材料是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一種非常重要的基礎(chǔ)功能材料，廣泛應(yīng)用于 各類電子產(chǎn)品中，例如通信設(shè)備，家用電器，計(jì)算機(jī)，汽車等。近年來，電 子產(chǎn)品向輕、薄、短、小方向的發(fā)展，對(duì)軟磁鐵氧體材料的性能提出了更高的 要求，其中高磁導(dǎo)率錳鋅材料是隨著巿場(chǎng)發(fā)展變化最快，巿場(chǎng)前景最好的材料 之一。高磁導(dǎo)率錳鋅鐵氧體材料主要用于電子電路寬帶變壓器，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字 網(wǎng)(ISDN)、局域網(wǎng)(LAN)、寬域網(wǎng)(WAN)、背景照明等領(lǐng)域的脈沖變壓器， 抗電磁波濾波器等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域的磁芯基本上是在弱場(chǎng)下工作，這時(shí)材料的 高磁導(dǎo)率就會(huì)顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。首先，材料的磁導(dǎo)率較高時(shí)，較少的線圈 匝數(shù)就可以獲得需求的電感量，進(jìn)而有效地降低線圈的直流電阻及由其引起的 損耗；其次，使用磁導(dǎo)率高的材料能明顯減小變壓器的體積，有利于器件和系 統(tǒng)的小型化、輕量化。這些特點(diǎn)順應(yīng)了電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，目前其產(chǎn)量已占 全部軟磁鐵氧體總產(chǎn)量的25%以上。隨著通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等電子信息產(chǎn)業(yè) 的高速發(fā)展，其巿場(chǎng)需求以年均20%以上的速度高速增長(zhǎng)。因此，囯內(nèi)外相關(guān) 企業(yè)對(duì)高磁導(dǎo)率Mn-Zn鐵氧體的研究都非常重視。
由于應(yīng)用巿場(chǎng)要求Mn-Zn鐵氧體材料不僅要具有高的初始磁導(dǎo)率，同時(shí) 必須具有良好的溫度特性、頻率特性、低的損耗、高的阻抗和良好的疊加性能 等，因此，高磁導(dǎo)率領(lǐng)域的研究已經(jīng)從簡(jiǎn)單的追求高磁導(dǎo)率方面轉(zhuǎn)移到提高綜 合性能上來，要求在提高磁導(dǎo)率的同時(shí)，還要兼顧其他性能參數(shù)，使材料性能 達(dá)到一個(gè)很好的平衡，即具有以下綜合性能更高的飽和磁通密度Bs，更好 的直流偏置特性DC-Bias;更低的損耗(低磁通密度下的損耗因子tgS爾、高磁 通密度下的功耗Pc),更低的總諧波失真系數(shù)(THD);更寬的使用頻率和更廣的溫度范圍。具有高居里點(diǎn)是解決寬溫要求的關(guān)鍵，但要使Mn-Zn鐵氧體 材料在具有高磁導(dǎo)率的同時(shí)具有高居里點(diǎn)及低損耗特性，則是有待本領(lǐng)域科技
人員需要解決的難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及 低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料，以滿足巿場(chǎng)對(duì)Mn-Zn鐵氧體材料的需求。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料，由 主成分和添加劑組成，其中主成分的組成及各組成所占重量百分比為Fe203 占60~75%、 ZnO占5% 15%、其余為Mn304,其特征在于，所述添加劑的組 成及各組成相對(duì)主成份總重的重量百分比為CaC03占0.05~0.1%、 Ti02占 0.1 0.3%、 Si02占0.001~0.005%及Nb205占0.01~0.03%。
所述添加劑的總加入量占主成份總重的重量百分比優(yōu)選0.18~0.42%。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的Mn-Zn鐵氧體材料具有高磁導(dǎo)率、高居 里溫度及低損耗特性，即在25。C、 10KHz、 0.8mA條件下的初始磁導(dǎo)率M i 達(dá)到3800-4750;居里溫度Tc達(dá)到250~260°C;在25。C、 1194A/m條件下的 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs達(dá)到550~600mT;在10(TC、 1194A/m條件下的飽和磁感 應(yīng)強(qiáng)度Bs達(dá)到420 450mT;在25。C、 lOKHz、 0.8mA條件下的比損耗系數(shù) tg5/iii達(dá)至ij 1.2x 10-6;在25。C、 lOOKHz、 0.8mA條件下的比損耗系數(shù)tg5/ iai達(dá)到1.3x l(T6。本發(fā)明的這種Mn-Zn鐵氧體材料具有雙重特性，既可應(yīng)用 于低磁通密度下的通信電子領(lǐng)域，又可應(yīng)用于高磁通密度下的電力電子領(lǐng)域， 即在低磁通密度下，用于制作低損耗、高保真濾波器件；在非對(duì)稱數(shù)字用戶線 技術(shù)中，用于制作綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)分頻器和低通濾波器；在高磁通密度下，用 于制作汽車電器的高溫抗干擾元件及制冷、紡織、印刷設(shè)備功率傳動(dòng)和頻率轉(zhuǎn) 換控制電路的高Bs器件。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)、完整的說明: 實(shí)施例1本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料， 由主成分和添加劑組成，其中主成分的組成及各組成所占重量百分比為Fe203 占70.9°/。、 ZnO占6.7%、 Mn304占22.4%,添加劑的組成及各組成相對(duì)主成份 總重的重量百分比為CaC03占0.05%、 Ti02占0.1%、 Si02占0.005%及Nb205 占0.03%。
本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料的 制備工藝為現(xiàn)有技術(shù)，與中國(guó)專利文獻(xiàn)CNl896032中所述工藝相同，包括配 料、混合、預(yù)燒、初粉碎、砂磨、噴霧造粒、加入添加劑和燒結(jié)過程。
經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵 氧體材料在25。C、 lOKHz、 0.8mA條件下的初始磁導(dǎo)率jiii為3800;居里溫度 Tc為250°C;在25。C、 U94A/m條件下的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為550mT;在100 °C、 1194A/m條件下的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為420mT;在25。C、 lOKHz、 0.8mA 條件下的比損耗系數(shù)tg5/Mi為1.2x l(T6;在25。C、 100KHz、 0.8mA條件下 的比損耗系數(shù)tg5/jai為1.3xl(T6。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料， 由主成分和添加劑組成，其中主成分的組成及各組成所占重量百分比為Fe203 占70.9%、 ZnO占6.7%、 Mn304占22.4%,添加劑的組成及各組成相對(duì)主成份 總重的重量百分比為CaC03占0.075%、 Ti02占0.2%、 Si02占0.003°/0及Nb205 占0.02%。
本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料的 制備工藝為現(xiàn)有技術(shù)，與中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1896032中所述工藝相同，包括配 料、混合、預(yù)燒、初粉碎、砂磨、噴霧造粒、加入添加劑和燒結(jié)過程。
經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵 氧體材料在25。C、 10KHz、 0.8mA條件下的初始磁導(dǎo)率jai為4200;居里溫度 Tc為255°C;在25。C、 1194A/m條件下的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為570mT;在100 °C、 1194A/m條件下的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為440mT;在25。C、 lOKHz、 0.8mA 條件下的比損耗系數(shù)tg5/]ai為1.2x l(T6;在25。C、 lOOKHz、 0.8mA條件下 的比損耗系數(shù)tg5/jui為1.3xl(T6。
實(shí)施例3本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料， 由主成分和添加劑組成，其中主成分的組成及各組成所占重量百分比為Fe203 占70.9%、 ZnO占6.7%、 Mn304占22.4%,添加劑的組成及各組成相對(duì)主成份 總重的重量百分比為CaC03占0.1°/。、 Ti02占0.3%、 Si02占0.0015%及Nb2Os 占0.01%。
本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料的 制備工藝為現(xiàn)有技術(shù)，與中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1896032中所述工藝相同，包括配 料、混合、預(yù)燒、初粉碎、砂磨、噴霧造粒、加入添加劑和燒結(jié)過程。
經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵 氧體材料在25'C、 lOKHz、 0.8mA條件下的初始磁導(dǎo)率Hi為4750;居里溫度 Tc為260°C;在25。C、 1194A/m條件下的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為600mT;在100 °C、 1194A/m條件下的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為450mT;在25。C、 lOKHz、 0.8mA 條件下的比損耗系數(shù)tg5/]di為1.2x 1(T6;在25C、 lOOKHz、 0.8mA條件下 的比損耗系數(shù)tg5/jii為1.3xl(T6。
權(quán)利要求
1.一種具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料，由主成分和添加劑組成，其中主成分的組成及各組成所占重量百分比為Fe2O3占60～75％、ZnO占5％～15％、其余為Mn3O4，其特征在于，所述添加劑的組成及各組成相對(duì)主成份總重的重量百分比為CaCO3占0.05～0.1％、TiO2占0.1～0.3％、SiO2占0.001～0.005％及Nb2O5占0.01～0.03％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn 鐵氧體材料，其特征在于，所述添加劑的總加入量占主成份總重的重量百分 比為0.18~0.42%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料，其由主成分和添加劑組成，其中主成分的組成及各組成所占重量百分比為Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>占60～75％、ZnO占5％～15％、其余為Mn<sub>3</sub>O<sub>4</sub>，所述添加劑的組成及各組成相對(duì)主成份總重的重量百分比為CaCO<sub>3</sub>占0.05～0.1％、TiO<sub>2</sub>占0.1～0.3％、SiO<sub>2</sub>占0.001～0.005％及Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>占0.01～0.03％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的具有高磁導(dǎo)率、高居里溫度及低損耗的Mn-Zn鐵氧體材料具有雙重特性，既可應(yīng)用于低磁通密度下的通信電子領(lǐng)域，又可應(yīng)用于高磁通密度下的電力電子領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C04B35/26GK101575205SQ20081003700
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者煒 馮, 劉國(guó)平, 唐俊睿, 徐輝宇, 陳元峻, 顧燮峰 申請(qǐng)人:上海寶鋼天通磁業(yè)有限公司