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。     

稀土掺杂对MnZn铁氧体显微结构和磁性能的影响

采用传统的氧化陶瓷法,以Fe_2O_3、ZnO、MnO_2为原料按照摩尔分数比52.5︰12︰35.5进行配料,在纯N2或4%氧分压烧结气氛中制备了分别掺杂Y~(3+)、La~(3+)、Ce~(3+)、Sm~(3+)、Gd~(3+)、Yb~(3+)的MnZn铁氧体。通过XRD、SEM、软磁交流测量装置等测试研究了样品的组织结构与磁性能。结果表明,在4%氧分压烧结气氛中制备的材料磁性能更好;掺入适量稀土能细化晶粒、优化显微结构,从而提高材料的磁性能。用于掺杂的几种稀土氧化物中,Ce_2O_3掺杂效果最好。掺杂0.03 wt%Ce_2O_3的烧结样品振幅磁导率由未掺杂时的2014提升至2756,增幅约为37%,矫顽力及功耗(测试条件:100 mT,100 kHz)分别由未掺杂时的21.03 A/m、597.5 kW/m~3降低至12.13 A/m、342.9kW/m~3,下降约43%。     

高温高频低功耗MnZn功率铁氧体制备及磁性能

开发了一种具有较高饱和磁感应强度Bs,并且在MHz频率下仍保持较低功耗Pcv的新型MnZn功率铁氧体,分析了不同频率下材料的损耗机制。与3F4相比,本材料在100℃下,30 mT/1 MHz及10 mT/3 MHz下,Pcv分别为60和115 k W/m~3,低于3F4的135和225 k W/m~3;且本材料Pcv-T(10 mT/3 MHz)曲线平缓,但磁导率偏低;可适用于3 MHz以下频段,促进高频开关电源的小型化。磁谱曲线表明,材料截止频率为8.2 MHz;在3 MHz/10 mT条件下,25、80和120℃的Pcv分别为106、112和116 k W/m~3;25和100℃时,Bs分别为519和453 mT。     

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℃.     

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℃).     

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℃。     

Nb2O5掺杂对高频MnZn功率铁氧体微结构和性能的影响.

采用氧化物陶瓷工艺制备了高频MnZn功率铁氧体.从分析材料微观结构入手,研究了添加Nb2O5对MnZn铁氧体起始磁导率μi、电阻率ρ及高频功率损耗Pcv的影响,确定出适宜的Nb2O5添加量为(150～250)×10-6.     

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。     

掺杂MnZn功率铁氧体的电子显微研究

采用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对掺杂MnZn功率铁氧体断面进行了分析和表征.对比研究了各掺杂剂在微结构中的分布情况,并探论其在微结构形成过程中的作用及对电磁性能的影响.结果表明,掺杂剂在显微结构中的存在形式可分为四类:(1)掺杂剂进入晶格.其阳离子半径和电负性与Mn、Zn、Fe的离子半径相当,发生阳离子置换,如TiO2、CeO2等;(2)富集于晶界.掺杂剂阳离子半径较大,常偏析于晶界处,如CaO、Bi2O3等;(3)一部分进入晶格,一部分滞于晶界.如SnO2、V2O5、MoO3等;(4)掺杂剂与气孔伴生存在,偏聚于晶粒内部较浅的缩孔中,如Nb2O5、P2O5等.     

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。     

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。     

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。     

MoO_3掺杂对锰锌铁氧体显微结构与磁性能的影响

以Fe_2O_3、MnO、ZnO粉体为原料,采用固相烧结法,通过一次球磨,850℃预烧并掺杂,二次球磨,1200℃烧结最后压制成型制得不同MoO_3掺杂量的锰锌铁氧体,运用SEM、XRD、VSM等手段研究该材料的组织与性能。结果表明,无论是否掺杂MoO_3,均生成了典型的尖晶石铁氧体相和Fe_2O_3相。材料的饱和磁化强度和磁导率随掺杂量增加先增大后减小,矫顽力和剩余磁化强度先减小后增大。表现为掺杂0.06wt% MoO_3的锰锌铁氧块体组织最为致密,磁性能达到最优,矫顽力及剩余磁化强度最小,磁导率和饱和磁化强度最大。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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...