P2O5掺杂对高磁导率MnZn铁氧体性能的影响

为获得高磁导率MnZn铁氧体材料,研究了P2O5掺杂对MnZn铁氧体微观结构及电磁性能的影响.少量掺杂可使铁氧体晶粒尺寸增大,均匀性改善,起始磁导率提高.但若掺杂过量,晶粒中气孔率增加,起始磁导率下降,损耗也大为增加.在配方为(Zn0.454Mn0.493Fe2 0.053 )Fe23 O4的材料中,当P2O5掺杂量为0.10wt%时,起始磁导率可达10345.     

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℃.     

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。     

V2O5含量对MoO3-V2O5复合添加NiCuZn铁氧体性能的影响

用传统陶瓷工艺制备了(Ni0.16Cu0.2Zn0.64O)1.02(Fe2O3)0.98铁氧体材料,研究了MoO3-V2O5复合添加对材料烧结特性和磁性能的影响.结果表明,复合添加MoO3-V2O5能促进样品致密化、提高起始磁导率和降低功耗.当MoO3为0.15wt%、V2O5为0.15wt%时,930℃烧结起始磁导率(μi＞800)、功耗(305kW/m3)和密度(5.12 g/cm3)都达到较大值,比同样配方只掺杂MoO3的NiCuZn 材料明显提高.     

添加LiFe5O8对NiZn铁氧体材料性能的影响

采用传统氧化物法制备NiZn铁氧体材料,考察了添加锂铁氧体LiFe5O8对NiZn铁氧体材料电磁性能的影响。实验表明,添加少量LiFe5O8可以提高NiZn铁氧体材料的烧结密度、起始磁导率和品质因数Q,但是过高的烧结温度会造成材料的晶粒过度生长,从而Q值下降;当LiFe5O8的添加量为5wt%、烧结温度为1060℃时,制备的材料具有较高的起始磁导率和Q值。     

烧结温度对镍锌功率铁氧体磁性能的影响

为得到Zn含量不同时NiZn铁氧体材料的最佳烧结温度,用氧化物法制备了NiZn铁氧体材料,研究了烧结温度对材料起始磁导率、功耗、饱和磁感应强度和微结构的影响.结果表明,适宜的烧结温度对制备功耗低、饱和磁感应强度高和较优起始磁导率的NiZn铁氧体材料至关重要,而Zn含量不同时对应材料的最佳烧结温度也各不相同.     

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℃。     

Co_2Y添加对Ni_(0.7)Zn_(0.3)Fe_2O_4铁氧体损耗的影响

采用固相反应法制备了添加Co2Y(1wt%、2wt%、3wt%)的Ni0.7Zn0.3Fe2O4铁氧体多晶样品,研究添加Co2Y对Ni-Zn铁氧体损耗的影响。实验发现,添加Co2Y后,Ni-Zn铁氧体仍为尖晶石相,起始磁导率先增大后减小,铁氧体的磁损耗明显下降。对添加Co2Y引起铁氧体功耗下降的机理进行了讨论,认为主要是钴离子掺杂引起的铁氧体磁滞损耗和剩余损耗明显降低所导致的。     

烧结温度对掺Mn的NiZn铁氧体磁性能的影响

研究了烧结温度对掺杂6wt% MnCO3的Ni0.24Zn0.6Fe1.98O4铁氧体磁性能的影响.实验发现,在1220℃烧结时,此配方NiZn铁氧体能达到较好性能,其起始磁导率及品质因数均高,介电常数高频衰减减小,且材料的微观结构较好,晶粒平均粒径较大,晶粒中气孔少.     

V_2O_5掺杂对低温烧结宽温NiCuZn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共烧铁氧体(LTCF)多层片式器件用NiCuZn铁氧体材料,研究了V_2O_5掺杂对材料微观结构、磁导率及其温度特性的影响。结果表明,随V_2O_5掺杂量的增加,样品平均晶粒尺寸增大,材料烧结温度降低,磁导率先增大后降低;宽温NiCuZn铁氧体配方采用0.4wt%的V_2O_5掺杂,可使材料实现低温烧成(烧结温度900℃左右),并具有高磁导率(500左右)、致密的细晶粒显微结构,从而获得满足LTCF多层片式铁氧体器件高、低温应用环境(-55~+85℃)下磁性能要求的低温烧结NiCuZn铁氧体宽温材料。     

MoO3添加对高频MnZn功率铁氧体性能的影响

采用陶瓷工艺制备高频MnZn功率铁氧体材料,研究了MoO3添加对材料微结构和磁性能的影响。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征材料结构,用B-H分析仪测试材料磁性能,并对材料功率损耗进行分离。结果表明,适量添加MoO3可以有效改善材料的微观结构,提高致密度,提高材料饱和磁通密度和起始磁导率,降低功率损耗。功耗分离后发现,随着MoO3添加量的增加,磁滞损耗比例下降,涡流损耗所占比例上升。最佳MoO3添加量为0.01 wt%,获得低功耗的MnZn功率铁氧体,100℃、500kHz、50mT条件下功耗为86 kW/m3,起始磁导率约为1928,25℃下的饱和磁通密度为513 mT。     

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。     

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。     

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。     

添加Co_2O_3对NiCuZn铁氧体磁性能的影响

采用传统氧化物陶瓷工艺制备NiCuZn铁氧体。利用扫描电子显微镜、阻抗分析仪、磁滞回线分析仪,分别对样品的微观形貌、复数磁导率频谱、静磁性能和高频功耗进行了观察和测试。结果表明,在0~0.12wt%的范围内,随Co2O3添加量的增大,样品的平均晶粒尺寸略有减小,起始磁导率逐渐下降,截止频率逐渐升高。在3MHz、10m T、25~140℃条件下,随着Co2O3添加量的增加,由于截止频率逐渐升高,磁导率虚部在高频下得到抑制,剩余损耗降低,导致磁芯功率损耗单调减小。     

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。     

组合掺杂对低温烧结NiZn功率铁氧体功耗特性的影响

采用陶瓷工艺制备低温烧结Ni Zn软磁铁氧体材料,研究了掺杂Co_2O_3、Cu O、Bi_2O_3、V_2O_5、Si O_2等对材料烧结温度及主要磁性能如磁导率、功耗等的影响。结果表明,Bi2O3对降低材料烧结温度有益但对功耗改善无益,Si O2对功耗改善有益但效果不明显,而组合添加0.15mol%Co2O3、9.0mol%Cu O、0.40~0.50wt%V2O5不仅可达到大幅度降低材料功率损耗,改善功耗特性,而且可保证材料低温烧结和其它优良磁性能,并获得具有低温烧结(烧结温度900℃左右)、低功耗(功率损耗Pcv≤300k W/m3(20℃,1MHz,30m T))、适于LTCF工艺和片式功率器件应用的Ni Zn功率铁氧体材料。