專利名稱：：Mn-Zn系軟磁鐵氧體及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及Mn-Zn軟磁鐵氧體生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種高飽和磁通密度、低損耗和直流疊加性能優(yōu)越的鐵氧體及生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，電子器件的小型化、輕量化、高集成化的同時(shí)，在電源和阻流圏方面也要求可以提供具備更高電力、更高效率的電氣回路。由于變壓器中的磁性體的尺寸的大小需要在磁芯未飽和的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)、選擇。所以開關(guān)電源的小型化發(fā)展將取決于磁芯的飽和磁通密度的大小。另外，電子元器件在高集成化及在高電流負(fù)荷下工作時(shí)，由于電氣回路的發(fā)熱會(huì)引起周圍環(huán)境溫度的升高，所以保證開關(guān)電源、阻流圈中的磁芯在使用的過程中保持穩(wěn)定的性能相當(dāng)重要,特別是電源設(shè)備的使用環(huán)境下(IO(TC左右)要求要具備高飽和磁通密度和低的損耗，同時(shí)，這樣的材料的磁化曲線的直線性好，所以其直流偏置疊加后的性能劣化小。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種Mn-Zri系鐵氧體粉料及生產(chǎn)方法，該方法制備的Mn-Zn系鐵氧體粉料在高溫段時(shí)有更高的飽和磁通密度，同時(shí)在使用溫度下具備較低的損耗，這樣就能滿足電源和阻流圈的磁芯要求，高溫處具備穩(wěn)定的性能，特別是高溫下疊加直流偏置時(shí)，遞減程度小。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種Mn-Zn系軟磁鐵氧體，包括Fe203、Mns04和ZnO，Mn304以Mn0來(lái)計(jì)算，其比例范圍為Fe203:54.055.0mol%、Mn0:37.040.0mol%和Zn0:6.08.0mol%。還加摻雜物Si02、CaO、恥205和V205，其合適的摻雜范圍為Si02:0.020.01wt%、CaO:0.010.lwt%、V205:0.010.lwt%和Nb205:0.010.lwt%，￥*%是指相對(duì)于Fe203、Mn304和ZnO的總重量比例。還加摻雜物NiO，其摻雜范圍為NiO:0.l1.0wt%，wt%是指相對(duì)于Fe203、Mm04和ZnO的總重量比例。還加摻雜物Sb20s，其摻雜范圍為Sb203:0.050.2wt%，wt呢是指相對(duì)于Fe203、Mri304和ZnO的總重量比例。Mn-Zn系軟磁鐵氧體的生產(chǎn)工藝1)、稱量:通過上述比例正確稱量出個(gè)原材料的重量;2)、混合將稱量后的原料依次投入到干式振動(dòng)球磨機(jī)，進(jìn)行2030分鐘混合，要求混合均勻，沒有明顯的色差；3)、予燒將混合均勻的原料投入推進(jìn)式予燒窯，予燒溫度設(shè)定為850110(TC，高溫予燒時(shí)間為25小時(shí)；4)、粉碎采用振動(dòng)球磨機(jī)對(duì)予燒完成的粉料進(jìn)行1040分鐘的粉碎；5)、砂磨在砂磨機(jī)內(nèi)投入適量的粉料，投入預(yù)先計(jì)量好的雜質(zhì)，加入適量的去離子水、粘結(jié)劑、分散劑和消泡劑進(jìn)行砂磨(精細(xì)粉碎)；6)、造粒采用噴霧造粒干燥塔制成真圓度好、流動(dòng)性能佳的顆粒原料，通常原料的松裝比重在1.201.40g/cm3，安息角(流動(dòng)角)小于等于30度，顆粒水分含量在0.5wt。/o以內(nèi)。磁芯10(TC高溫時(shí)的飽和磁通密度達(dá)到450mT，且功耗的最小值在80°C以上，其數(shù)值是在330kW/m3以下的低功耗;另外，由于在高溫時(shí)的直流疊加性能的特性劣化小，相對(duì)于高集成化的電子元件或是大電流情況下發(fā)熱較高的環(huán)境下可以穩(wěn)定的發(fā)揮其電氣性能。本發(fā)明的有益效果是:通過主配方的調(diào)整及摻雜物的種類和劑量的調(diào)整(特別是使用了MO、Sb203)，來(lái)制備原料。提供的Mn-Zn系軟磁鐵氧體在IO(TC高溫時(shí)的飽和磁通密度達(dá)到450mT，且功耗的最小值在8(TC以上，其數(shù)值是在330kW/m3以下的低功耗。即本例在高溫段時(shí)有更高的飽和磁通密度，同時(shí)在使用溫度下具備較低的損耗，另外，由于在高溫時(shí)的直流疊加性能的特性劣化小，相對(duì)于高集成化的電子元件或是大電流情況下發(fā)熱較高的環(huán)境下可以穩(wěn)定的發(fā)揮其電氣性能。圖l是在IO(TC下疊加直流偏置時(shí)阻流圈的電感劣化曲線圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例一種Mn-Zn系軟磁鐵氧體，包括FeA、1^1304和Zn0，Mn304以Mn0來(lái)計(jì)算，按照下面表1的配方、采用高純度的FeA、Mn304、ZnO進(jìn)行計(jì)量、混合，用推進(jìn)式予燒爐在950°CX2小時(shí)的條件下進(jìn)行予燒，進(jìn)行20分鐘的粉碎，添加下列摻雜物Si02:0.005wt%、CaO:0.04wt%、V205:0.025wtW和歸5:0.03wt%。再加摻雜物NiO和SW)3按照表1中所示的量進(jìn)行添加，砂磨30分鐘將平均粒徑精研磨至2.0um以下，加入適量的粘結(jié)劑、分散劑和消泡劑，釆用噴霧造粒塔進(jìn)行造粒。用所取得的顆粒原料進(jìn)行成形，在控制氧濃度的同時(shí)在1340。CX4小時(shí)的保溫條件下進(jìn)行燒結(jié)，得到外徑為22腿、內(nèi)徑為14腿、高度為8mm的環(huán)狀樣品。在樣品上繞線，用B-H測(cè)試儀進(jìn)行功耗測(cè)試；另外，采用最大磁場(chǎng)強(qiáng)度為1194A/m的條件下進(jìn)行B-H值測(cè)定，測(cè)定結(jié)果記入表1。表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表l的結(jié)果可以看出，適用例17的功耗(Pcv)最小值處于80。C以上，同時(shí)其Pcv的值在330kW/m3以下、100°C時(shí)的飽和磁通密度為450460mT。通過比較例1、2的結(jié)果，不難看出，當(dāng)配方范圍超出請(qǐng)求范圍時(shí)會(huì)導(dǎo)致Pcv增大，IO(TC的飽和磁通密度變小的現(xiàn)象。通過比較例3、4的結(jié)果可以看出，Sb203超出請(qǐng)求的理想范圍時(shí)也會(huì)發(fā)生Pcv增大，IO(TC的飽和磁通密度變小的現(xiàn)象。采用適用例1和比較例2進(jìn)行阻流圈的制作，須ij定在100。C時(shí)的直流偏置疊加性能，求出直流偏置Idc疊加后的電感值L相對(duì)于OmA時(shí)的電感值L0的變化率。測(cè)定條件為lkHz、10mA、100Ts，采用LCR測(cè)試儀(HP-4284A)進(jìn)行測(cè)定直流疊加前的電感值LO和疊加直流電流后的電感值Lidc，其變化率用下面的公式計(jì)算(L0-Lidc)/L0X100%。將計(jì)算后的數(shù)值作成圖l。由圖1可見，相對(duì)于比較例，適用例在疊加了直流偏置時(shí)，其電感性能的劣化比較小，可以應(yīng)用于更大電流下。由于電源變壓器及阻流圈在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的環(huán)境溫度是8010(TC左右，而本發(fā)明通過上述主配方及適量NiO和其余添加劑成分的同時(shí)添加的實(shí)驗(yàn)檢討，明確了在該理想范圍內(nèi)生產(chǎn)的鐵氧體材料具有在高溫度下(IO(TC左右)功耗損失小、飽和磁通密度高、直流重疊性能優(yōu)越等電氣性能的優(yōu)越性；同時(shí)居里溫度高，可使用溫度范圍廣。8010(TC范圍內(nèi)，最低功耗值在330以下、IO(TC的飽和磁通密度達(dá)到450mT甚至以上，居里溫度在20(TC以上?；谏鲜鲈囼?yàn)的結(jié)果，將合理的主配方范圍設(shè)定在Fe203:54.055.0mol%、MnO:37.040.0mol%、ZnO:6.08.0mol%。在上述主配方的基礎(chǔ)上，同時(shí)加上一定的摻雜物Si02、CaO、歸5、V205、NiO和SbA。其中，Si02和CaO共同添加使晶界層產(chǎn)生較高的阻抗層、減小渦流損耗；Nb205、Si02和CaO同時(shí)析出到晶界層，除了可以減小損耗外，也可以減小剩磁；V205可以抑制由于采用Nb205引起的晶粒內(nèi)氣孔和異常結(jié)晶的發(fā)生，以提升飽和磁通密度，減小剩磁；NiO的添加可以使溫度特性曲線趨于平緩，并可以提升高溫領(lǐng)域的飽和磁通密度，同時(shí)可以將最低功耗的溫度點(diǎn)移向高溫側(cè)，可以讓阻流圈、電源變壓器在使用溫度下實(shí)現(xiàn)低功耗；Sb203的使用可以顯著的改善燒結(jié)性能、提高燒結(jié)密度，從而提升飽和磁通密度，同時(shí)還具備改善功耗的效果。這些摻雜物使用量在超出比例范圍的添加量時(shí)會(huì)不同程度的導(dǎo)致功耗的明顯惡化、剩磁的加劇、燒結(jié)密度低下，同時(shí)導(dǎo)致飽和磁通密度低下、直流疊加性能差的現(xiàn)象，引發(fā)整體電氣性能的劣化。本例中所述的粘結(jié)劑一般為聚乙烯醇。本實(shí)施例1所述的wtl是指相對(duì)于Fe203、Mn304和ZnO的總重量比例。再砂磨時(shí)用的去離子純水、粘結(jié)劑、分散劑和消泡劑各添加劑的用量為同領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。其中適用例1、2、3、4、5、6、7中Fe203、Mn0、ZnO、Ni0和Sb203在本發(fā)明范圍內(nèi)，比較例1、2、3、4中Fe203、Mn0、ZnO、NiO和Sb203不在本發(fā)明范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種Mn-Zn系軟磁鐵氧體，其特征是包括Fe2O3、Mn3O4和ZnO，Mn3O4以MnO來(lái)計(jì)算，其比例范圍為Fe2O354.0～55.0mol％、MnO37.0～40.0mol％和ZnO6.0～8.0mol％。全文摘要本發(fā)明公開了一種Mn-Zn系鐵氧體及生產(chǎn)工藝，包括Fe₂O₃、Mn₃O₄和ZnO，Mn₃O₄以MnO來(lái)計(jì)算，其比例范圍為Fe₂O₃54.0～55.0mol％、MnO37.0～40.0mol％和ZnO6.0～8.0mol％。主要通過主配方的調(diào)整及摻雜物的種類和劑量的調(diào)整(特別是使用了NiO、Sb₂O₃)，來(lái)制備原料。提供的Mn-Zn軟磁鐵氧體在100℃高溫時(shí)的飽和磁通密度達(dá)到450mT，且功耗的最小值在80℃以上，其數(shù)值是在330kW/m³以下的低功耗。另外，由于在高溫時(shí)的直流疊加性能的特性劣化小，相對(duì)于高集成化的電子元件或是大電流情況下發(fā)熱較高的環(huán)境下可以穩(wěn)定的發(fā)揮其電氣性能。文檔編號(hào)H01F1/34GK101241792SQ200710019718公開日2008年8月13日申請(qǐng)日期2007年2月6日優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日發(fā)明者曹之凡,田中賢司,米田和之,蔡建華申請(qǐng)人:昆山尼賽拉電子器材有限公司