CoO掺杂对MnZn功率铁氧体性能的影响

采用传统氧化物法制备了MnZn功率铁氧体,研究了CoO掺杂对MnZn功率铁氧体微观结构和磁性能的影响.结果表明,CoO掺杂导致密度增大,功耗降低,并改善其起始磁导率μi的温度特性.当CoO含量为0.3wt％时,试样晶粒尺寸大小均匀,结构致密,具有良好的综合性能:密度D=4.91g/cm3,起始磁导率μi=2768,饱和磁通密度Bs=519mT,剩磁Br=69mT,矫顽力Hc=9.2A/m,功率损耗Pcv＜440kW/m3(15 ～ 120℃),起始磁导率的温度因数αF=4.8×10-7/℃(20～80℃).     

烧结氧分压对高频MnZn功率铁氧体磁性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备了高频MnZn功率铁氧体,基于动态磁化理论和损耗分离方法,研究了烧结氧分压对材料显微结构、磁导率和损耗的温度特性的影响。结果表明,随着氧分压的增大,室温下MnZn功率铁氧体的密度d、平均晶粒尺寸D、电阻率ρ和起始磁导率μi逐渐减小,而磁滞损耗Ph和涡流损耗Pe逐渐增大,同时μi-T曲线的二峰位置和Ph-T曲线的最小值所对应的温度逐渐移向高温。相同氧分压烧结MnZn功率铁氧体的涡流损耗Pe和剩余损耗Pr均随温度升高而增大。在氧分压为2%时,高频MnZn功率铁氧体具有最优性能,室温下起始磁导率μi为1175,1 MHz/50 mT时20℃与100℃的损耗PL分别为359 kW/m~3和486 kW/m~3,3MHz/10mT时20℃与100℃的损耗分别为221 kW/m~3和301 kW/m~3。     

ZrO2添加对MnZn铁氧体磁性能温度特性的影响

采用固相反应法制备了分子式为Mn_(0.711)Zn_(0.206)Fe_(2.083)O_4的MnZn软磁铁氧体,研究了ZrO_2添加对材料显微结构及磁性能温度特性的影响。结果表明,随着ZrO_2添加量的增加,MnZn铁氧体电阻率单调增大,密度、起始磁导率和饱和磁感应强度先增大后减小,剩余磁感应强度、矫顽力和总损耗(100 kHz,200 mT,25℃)先减小后增大。当ZrO_2添加量为0.01 wt%时,密度达到最大,起始磁导率和饱和磁感应强度在25～120℃宽温度范围均达到最大值,总损耗在25～120℃宽温度范围均有最低值。     

V2O5掺杂对低温烧结MnZn功率铁氧体显微结构及性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备低温烧结MnZn功率铁氧体材料,研究V2O5掺杂对材料显微结构、烧结温度、烧结密度、收缩率、磁导率、饱和磁感应强度及功耗特性的影响.结果表明,随V2O5掺杂量的增加,样品平均晶粒尺寸增大,材料烧结温度降低,收缩率增大,烧结密度、磁导率及饱和磁感应强度先增高后降低,功耗先降低后增高.配方采用MnCO3:38.85 mol％、ZnO:10.18 mol％、Fe2O3:50.97 mol％,基础添加Bi2O3:1 wt％并掺杂V2O5:0.5～0.7 wt％,可获得具有高饱和磁感应强度(Bs>380 mT,1.2 kA/m下测量)、低功耗(功率损耗Pcv<500 kW/m3(20℃,1 MHz,30 mT)、高磁导率(1000左右)的性能,显微结构致密,其烧结温度<950℃.     

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。     

MoO3和CaCO3掺杂对MnZn铁氧体磁特性的影响

用普通陶瓷工艺制备了高磁导率MnZn铁氧体材料,研究了MoO3和CaCO3掺杂对材料的磁特性的影响。发现添加MoO3能够促进晶粒长大,从而提高材料的磁导率,但添加过量会增大铁氧体材料的气孔率。添加CaCO3使得晶界明显,晶粒均匀,起始磁导率增高,同时形成了高电阻的晶界层,降低了材料的比损耗因子。     

高频高B_s MnZn功率铁氧体烧结氧分压控制

用氧化物陶瓷工艺制备高频MnZn功率铁氧体材料,在烧结升温、保温段采用五种不同的氧分压进行烧结.通过测试各样品的起始磁导率、功耗及饱和磁通密度、剩余磁通密度,确定较合适的升温烧结氧分压.结果表明,升温阶段、致密化区氧分压控制在0.1%～1%为宜,这为此类材料的成功量产提供指导.     

BaO掺杂对高频MnZn功率铁氧体性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备Mn Zn铁氧体,研究了Ba O掺杂量对高频Mn Zn功率铁氧体微观结构和磁性能的影响。结果表明,少量的Ba O掺杂可以使铁氧体烧结样品的晶粒尺寸增大,密度和饱和磁感应强度提高,功耗降低,而过量加入后会出现过烧现象,功耗增加,饱和磁通密度和密度有所下降。烧结样品的起始磁导率随Ba O掺杂量的增加单调下降。在1260℃烧结温度下,当Ba O掺杂量为0.025wt%时,样品具有最低功耗值,且其他磁性能也较好。另外,与不掺杂Ba O的最佳烧结条件下铁氧体样品相比,1260℃烧结掺杂量为0.025wt%的材料起始磁导率降低,但功耗的温度特性更优。     

预烧温度对MnZn功率铁氧体微观组织以及性能的影响

利用氧化物陶瓷工艺制备MnZn功率铁氧体。研究了不同预烧温度下铁氧体粉料的相变及其对铁氧体结构和性能的影响。结果表明,当预烧温度升高至880℃时,粉料中生成了明显的尖晶石相Zn1-xMnxFe2O4。随着预烧温度的升高,烧结试样的密度(d)、起始磁导率(μi)、饱和磁感应强度(Bs)和电阻率(ρ)均先升高后降低,功率损耗(Pcv)先降低后升高,均在880℃预烧时达到最优点:密度、起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率分别达到最高值4.86g/cm3、2570、528mT和6.6?·m,功率损耗降至最低值369kW/m3。因此,在880℃下预烧的粉料活性适中,烧结后能获得均匀致密的微观组织和优良的电磁性能。     

粉料粒度分布对宽温低功耗MnZn铁氧体性能的影响

为了研究粉料粒度分布对宽温低功耗MnZn铁氧体磁性能的影响,采用氧化物陶瓷工艺制备MnZn铁氧体,用激光粒度测试仪、扫描电镜(SEM)以及软磁测试系统等仪器测试和分析了不同二次球磨时间样品的粒度分布、MnZn铁氧体的断面显微结构以及功率损耗、密度和起始磁导率.结果表明,随着二次球磨时间延长,粉料粒度不断减小,粒度分布在1μm以下占比增高.MnZn铁氧体的密度、起始磁导率及饱和磁感应强度先增大后减小,功率损耗先减小后增大.当粒度1μm以下占50％、2μm以下占90％,样品的密度,颗粒尺寸和宽温功耗特性最佳.     

预烧温度对MnZn功率铁氧体显微结构及磁性能的影响

采用传统氧化物陶瓷工艺制备Mn_(0.777)Zn_(0.133)Fe_(2.09)O_4铁氧体材料,研究了预烧温度对材料微结构和磁性能的影响。结果表明,随着预烧温度的升高,材料的密度(d)、起始磁导率(μi)和饱和磁感应强度(Bs)均先升高后降低,材料的损耗(Pcv)先降低后升高。当预烧温度为910℃时,材料具有最大的烧结密度、饱和磁感应强度、起始磁导率以及最小的磁芯损耗。     

TiO_2掺杂对高频MnZn功率铁氧体显微结构及磁性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备2~4MHz高频开关电源用Mn Zn功率铁氧体,通过对铁氧体断面显微结构、密度和磁性能的测试,研究了TiO_2掺杂量对材料微观结构、磁导率和功率损耗的影响。结果表明,随着TiO_2掺杂量的增加,样品平均晶粒尺寸先减小后增大,磁导率单调减小,不同温度(25℃、100℃)下的磁心总功率损耗(激励条件3MHz,10m T、25m T)先减小后增大。说明TiO_2的适量掺杂可以改善高频Mn Zn功率铁氧体的微观结构,降低其功耗。     

MnZn功率铁氧体高频功耗特性分析

采用氧化物陶瓷工艺制备了2～4MHz频段高频开关电源用MnZn功率铁氧体,通过对铁氧体断面显微结构、密度和磁特性的测试,研究了Fe2O3含量对MnZn功率铁氧体功率损耗特性的影响。结果表明,随着Fe2O3含量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,常温下3MHz、10mT高频损耗(Pcv)先增大后减小,Fe2O3含量从58mol%增加到59 mol%时,损耗下降非常明显,而在100℃时,铁氧体的剩余损耗逐渐降低,导致总损耗随着Fe2O3含量的增加而减小。随着频率的升高,剩余损耗(Pr)占总损耗的比重逐渐增加,成为损耗的主要部分,而磁滞损耗(Ph)占总损耗的比重逐渐降低,涡流损耗(Pe)所占比重变化不明显。     

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。     

水热法与氧化物法低温共烧NiCuZn铁氧体性能比较

分别采用水热法与氧化物法制备Ni0.5Cu0.1Zn0.4Fe2O4铁氧体材料。基于低温共烧的要求,研究两种工艺铁氧体粉料电磁性能及显微结构的差异。结果表明,以硝酸盐为原材料的水热法可制备出良好烧结活性的NiCuZn铁氧体粉体,在添加一定量的Bi2O3及MoO3时,水热合成粉料的μi的温度稳定性较好,饱和磁通密度Bs较高,晶粒尺寸均匀、结构致密性好。     

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。     

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℃。