高頻無(wú)極燈用NiZn系鐵氧體材料研究.pdf

1、人造電光源發(fā)展迅速,現(xiàn)已進(jìn)入以高頻無(wú)極燈和發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)為代表的第四代綠色電光源時(shí)代。高頻無(wú)極燈具有發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、顯色指數(shù)高、無(wú)頻閃、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),因此對(duì)節(jié)能降耗、用眼健康、綠色環(huán)保有重大意義。但目前由于高頻無(wú)極燈電磁耦合器使用的Ni系鐵氧體磁心居里溫度(Tc)較低、截止頻率(fr)低、高頻損耗(Pcv)溫度特性差、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn),致使高頻無(wú)極燈的推廣和普及面臨不小的困難。因此

2、本文針對(duì)目前高頻無(wú)極燈用Ni系鐵氧體的缺點(diǎn),開(kāi)展了以下工作。
　　采用少量Cu2+取代Ni2+,形成了Fe2O3、NiO、ZnO和CuO四元體系主配方,降低了燒結(jié)溫度,細(xì)化了晶粒,并使得 Snoek乘積和電阻率提高。同時(shí)優(yōu)化主配方中的ZnO含量,確保樣品具有高Tc和高fr。當(dāng)ZnO含量從17mol％增加到24mol％時(shí),Tc從375℃逐漸下降到275℃;起始磁導(dǎo)率(μi)從99逐漸增大到236,fr從75MHz逐漸降低到26MHz

3、;當(dāng) ZnO含量為18mol％時(shí),樣品的 Pcv最低為714mW/cm3(3MHz,10mT,100℃)。
　　在優(yōu)化后的NiCuZn主配方基礎(chǔ)上,分別采用微量Ta2O5和Co2O3摻雜。研究結(jié)果表明:Ta2O5具有細(xì)化NiCuZn鐵氧體晶粒的作用,可降低材料的燒結(jié)密度。隨著Ta2O5添加量的增加,樣品的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(Bs)和μi單調(diào)減小,矯頑力(Hc)則逐漸增大,fr逐漸升高,而Pcv呈先降低后增加的趨勢(shì),其主導(dǎo)因素由剩余損耗

4、(Pr)逐漸過(guò)渡到磁滯損耗(Ph)。當(dāng)Ta2O5添加量為0.12wt％時(shí),樣品在3MHz,10mT,100℃下總損耗最小,為139mW/cm3,其中 Ph和 Pr分別為93mW/cm3和46mW/cm3。Co2O3的添加量在0~1.00wt％的變化范圍內(nèi),樣品的平均晶粒尺寸略有減小,μi逐漸下降,fr逐漸升高。在3MHz,10mT,25~140℃條件下,隨著Co2O3添加量的增加,磁心損耗單調(diào)減小。
　　采用適量MgO取代價(jià)格昂貴

5、的NiO,降低了磁心成本。隨著MgO含量的增加,燒結(jié)密度逐漸降低,Tc近似呈線性下降,從362℃逐漸下降到291℃;μi有一定程度下降,fr變化不大;Pcv也無(wú)顯著變化,當(dāng)MgO含量為8mol％時(shí),Pcv在各個(gè)溫度點(diǎn)下相對(duì)較低。在優(yōu)化后的NiMgCuZn主配方中采用Ta2O5和Co2O3復(fù)合添加,制備的樣品晶粒尺寸較小且均勻;隨著Ta2O5和Co2O3添加量的增加,μi逐漸降低,fr逐漸升高;當(dāng)Ta2O5和Co2O3的添加量分別為0.5