高饱和磁通密度锰锌铁氧体材料研究动态

高饱和磁通密度锰锌铁氧体在清洁能源、LED照明、混合动力及电动汽车等新兴市场有重要的应用前景。要满足不断发展的市场要求,高饱和磁通密度锰锌铁氧体必须在保持高饱和磁通密度(Bs)之外、同时具有较低的损耗(Pcv)和较好的温度稳定性。目前,商业化的材料主要关注的是Bs(100℃)为450m T左右的材料,而实验室内则对Bs(100℃)大于500m T的材料进行了较多的研究。要提高Bs,主要通过增加材料中Fe2O3的含量和提高材料的密度,在这个方面现在的很多研究已经可以实现。要将Bs(100℃)大于500m T的材料大批量生产,主要的问题是降低损耗。降低损耗一般通过添加杂质和控制烧成工艺实现,此外还应考虑原材料的粒度、比表面积等粉体特性和造粒工艺。在保证Bs(100℃)的基础上改善材料的温度稳定性主要是引入Ni O等实现的。     

ZnO含量及烧结温度对NiZn铁氧体性能和显微结构的影响

采用传统氧化物法制备了Ni0.49-xZn0.398+xCu0.112Fe2O4(x=0,0.014,0.026,0.038,0.05)铁氧体材料,研究了主配方及烧结温度对材料电磁性能和显微结构的影响。研究表明,ZnO含量对NiZn铁氧体材料的起始磁导率μi、饱和磁通密度Bs、Q值和比损耗系数tanδ/μi影响较大;当x=0.026时,NiZn铁氧体材料的饱和磁通密度最高;饱和磁通密度随烧结温度先升高后降低,当烧结温度为1100℃时,晶粒尺寸分布均匀、结构致密性好,其饱和磁通密度达到最大。在本研究中,最佳工艺参数为:x=0.026,烧结温度1100℃。     

高饱和磁通密度低损耗MnZn铁氧体材料ZY90的开发

采用传统的氧化物陶瓷工艺制备高饱和磁通密度、低损耗锰锌软磁铁氧体材料ZY90,研究了主配方和CaCO3、Co2O3等掺杂对材料饱和磁通密度和功率损耗的影响。结果表明,主配方氧化铁含量在55.2mol%时,可以获得较高饱和磁通密度;适量的CaCO3掺入可使铁氧体晶粒均匀,晶粒边界变厚,形成一定厚度的高阻层,降低比损耗因子;添加适量的Co2O3可以使K1值有多个补偿点,提高电阻率,降低损耗;当CaCO3掺杂量为1000×10-6,Co2O3掺杂量为1500×10-6,饱和磁通密度与功率损耗表现最好。     

宽温高直流叠加低功耗YR950锰锌铁氧体材料

采用多铁低锌高居里点配方制备锰锌功率铁氧体材料,可大大提高饱和磁通密度Bs,但Pcv-T曲线尾巴上翘;为压平陡翘曲线掺入Co3+、Ti4+离子,另添加K1+、Li1+等碱金属离子可缓解以致消除Pcv-T曲线凹谷;优选掺杂体系和精细控制气氛烧结工艺,可有效提高材料密度,获得兼具TDK公司PC90的高Bs和PC95的宽温低功耗特性材料,满足客户对宽温高直流叠加低功耗性能的要求。     

烧结温度对Li0.35Zn0.3Fe2.35O4铁氧体微结构和磁性能的影响

用氧化物法制备了Li0.35Zn0.3Fe2.35O4铁氧体材料,研究了烧结温度对材料微结构和磁性能的影响.结果表明,烧结温度越高,晶粒越大,矫顽力Hc越小.适宜的烧结温度可以提高密度db、饱和磁化强度Ms和降低铁磁共振线宽△H.在烧结温度为1160℃时,可以制备出高Ms、高Br/Bs,低Hc及低△H的LiZn铁氧体材料.     

正交实验法优化降温速率制备高磁导率高饱和磁通密度MnZn铁氧体研究

采用正交实验研究了不同降温段的降温速率对MnZn铁氧体磁导率温度稳定性的影响,并在此基础上优化了降温曲线。结果表明,通过正交实验法优化降温曲线,可以制备更加均匀显微结构和较大晶粒尺寸的样品,从而成功地制备得到了高磁导率(μi)高饱和磁通密度(Bs)锰锌铁氧体材料。当降温段1350~1150℃、1150~1000℃和1000~700℃的降温速率分别为0.83℃/min、5.0℃/min和5.0℃/min时,烧结的MnZn铁氧体具有均匀的微观结构和优良的磁性能。此时,烧结体在0~190℃温度区间和应用频率f≤530k Hz时保持高磁导率(μi5000),同时在常温下具有高的饱和磁通密度Bs=530 m T。     

Cu含量对NiCuZn铁氧体材料电磁性能的影响

研究了Cu含量对NiCuZn(μi=1200)铁氧体材料磁导率和功耗Pcv的影响,并采用高纯度的原材料,严格控制主配方和生产工艺,制备出了高性能的NiCuZn铁氧体材料。实验表明,在6~8mol%的范围内,随着Cu含量的降低,磁导率略有上升;饱和磁通密度Bs逐渐增大,功耗Pcv显著降低。     

较高磁导率高饱和磁通密度HN120B NiCuZn材料的研制

根据平板显示器对软磁铁氧体材料性能的要求,通过优化配方组成,采用TiO2-V2O5、Bi2O3等复合添加剂,针对不同原材料粉体采取的不同工艺处理技术,研制了在常温下起始磁导率(μi)为1200、饱和磁通密度(Bs)大于360mT、居里温度(TC)高于160℃以及具有较高电阻率的NiCuZn铁氧体材料,并已实现小批量生产.     

烧结温度对超低损耗锰锌铁氧体性能的影响

使用同一配方制备得到的锰锌铁氧体坯件分别在1360℃、1330℃、1300℃下采用平衡气氛法烧结,制备得到致密的锰锌铁氧体磁环。SEM结果表明,降低烧结温度有效地减小了晶粒尺寸,消除了晶粒内部气孔,改善了晶粒均匀程度,使晶界更为清晰。电磁性能测试表明,在三种温度烧结得到的锰锌铁氧体材料的起始磁导率μi没有显著差异;饱和磁感应强度Bs随烧结温度降低有小幅上升;总功率损耗随烧结温度的降低而下降;并且在1300℃烧结的铁氧体材料的功率损耗(100k Hz/200m T,100℃)很低,约为255k W/m~3。通过损耗分离证实,总功率损耗的改善主要是涡流损耗大幅降低所致。     

高磁导率、高直流叠加MnZn软磁铁氧体材料研究

用普通陶瓷工艺制备MnZn铁氧体材料,研究了主配方及掺杂对材料直流叠加特性的影响.结果表明,主配方中适当过量的Fe2O3可以增大材料的饱和磁通密度,推迟磁芯的饱和磁化,从而改善材料的直流叠加特性;添加适量的Co2O3等杂质可与铁氧体负的磁晶各向异性常数K1进行补偿,从而改善材料磁导率的温度特性.     

二峰计算公式在MnZn铁氧体主配方设计中的应用

在MnZn铁氧体新材料开发过程的主配方设计中引入二峰温度的经验计算公式,并针对本试验室制备工艺条件进行修正,得出适用于本试验室的二峰温度修正公式。分别进行了二峰温度在室温、100℃、140℃附近的不同主配方验证试验,试验结果证实了修正公式在本试验室的适用性,并给出了可在其它试验室或生产线应用的通用公式。     

宽温高磁导率软磁铁氧体材料RH15K的开发

采用传统氧化物陶瓷工艺制备锰锌铁氧体,研究了主配方的氧化铁含量、烧结工艺等因素对材料微观结构和磁导率的影响。结果表明,主配方氧化铁含量在52.2 mol%时,可以获得较好的磁导率温度特性;烧结温度1380℃,保温8~12 h,有助于提高起始磁导率;晶粒直径25μm左右和致密的微观结构,可提高材料的起始磁导率。通过优化配方和制备工艺,开发出了宽温、高磁导率锰锌铁氧体材料RH15K,性能如下:起始磁导率μi:15000±30%(25℃,10 k Hz),μi5000(-40℃,10 k Hz),居里温度TC105℃。     

锰锌铁氧体用原材料的工艺与理化性能

锰锌铁氧体的主要原材料有氧化铁、四氧化三锰、氧化锌,其理化性能对制成的铁氧体材料具有重要影响。分别概述了锰锌铁氧体使用的主要原材料的生产工艺、理化性能指标及主要生产厂家,最后简要地讨论了各种原材料之间的匹配问题。     

MnZn铁氧体功率损耗特性研究

采用固相反应法制备了Zn0.23Mn0.70Fe2.07O4功率铁氧体材料.研究了材料的静态磁参数和功率损耗;并在100kHz、200mT下对MnZn铁氧体材料的损耗进行了分离.结果表明,试样的Ⅱ峰在80℃左右,与磁滞损耗Ph极小值对应温度一致.材料的损耗特性随温度变化很大,在常温下,磁滞损耗Ph占了材料总损耗的大部分...     

铁氧体料浆组元及流变特性对喷雾干燥粉料工艺特性的影响

通过ＳＥＭ和光学显微镜对喷雾干燥粉料外形及ＰＶＡ在其中的分面进行观察,研究了ＰＶＡ在料浆中的极限含量以及不同的ＰＶＡ含量对喷雾造粒料分工艺参数的影响,最后指出料浆中铁氧体颗粒相互作用以及ＰＶＡ含量对喷雾造粒料松装比重以及粒度分布具有显著影响,并给出了较为准确的公装比重公式。     

MnZn功率铁氧体的研究进展

介绍了MnZn功率铁氧体的研究现状及TDK等铁氧体公司的最新产品,阐述了MnZn功率铁氧体的基本配方、添加剂及烧结工艺,指出了功率铁氧体的发展方向.     

Ni取代对MnZn铁氧体磁特性的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备MnZn铁氧体材料,研究了配方中Ni(以NiO的形式)取代Mn对MnZn铁氧体微结构及磁性能的影响。结果表明,配方中Ni取代会造成磁导率下降、损耗增大,但适宜的取代量可以提高MnZn铁氧体材料的高温饱和磁感应强度,当取代量为3.5mol%时,MnZn铁氧体100℃下的饱和磁感应强度可以高达492mT。     

NiO掺杂对MnZn功率软磁铁氧体材料性能的影响

采用传统氧化物湿法工艺制备了NiO掺杂Mn0.72Zn0.20Fe2.06O4软磁铁氧体材料,研究了NiO掺杂对MnZn功率铁氧体显微结构及电磁性能的影响。实验发现,掺杂适量NiO的情况下,铁氧体晶粒生长均匀,具有较高的居里温度和饱和磁通密度。并且随着掺杂量的增加,在不明显影响最低损耗的同时,功耗谷点向高温方向移动。掺杂0.15wt%NiO,在双推板N2窑中烧结的Mn0.72Zn0.20Fe2.06O4功率铁氧体具有较好的综合性能:μi=2302,Pcv=338mW/cm3(Tp=100℃),Bs=492mT,TC=250℃。     

Fe_2O_3含量对MnZn铁氧体中Fe~(2+)量、磁性能及导电机制的影响

通过测量MnZn铁氧体的磁性能及Fe2+、Mn3+含量,考察了MnZn铁氧体中的Fe2+含量与配方中Fe2O3、MnO含量的关系及其对MnZn铁氧体磁性能的影响,并探究了MnZn铁氧体的导电机制。结果表明:随着(Fe2O3)a(MnO)b(ZnO)c主组成配方中a值递增(52.55≤a≤53.35)、b值递减(38.33≥b≥37.52),呈现出Fe2+、Mn3+含量均增加的趋势。随着Fe2+含量增加,Pcv谷底温度向低温方向移动,Pcv(min)先减后增,Pcv(20/70/100℃)均先减后增,均在Fe2+含量=1.55%附近达到最小值;起始磁导率μi(20/70/100℃)均先增后减。根据Pcv-Fe2+含量和μi-Fe2+含量两个关系图在Fe2O3=53.15mol%附近出现极值点这一现象,初步推测铁氧体Znα2+Mnβ-x2+Mnx3+Fey2+Feχ-y3+O4+σ(0.1794≥α≥0.1786,0.754≥β≥0.734,0.0031≤x≤0.0040,0.051≤y≤0.070)的导电机制为:y0.064时小极化子间的束缚能主导,y0.064时电子跃迁主导。