高溫超低損耗軟磁鐵氧體材料研究.pdf

1、功率型錳鋅鐵氧體廣泛地應(yīng)用于各種電子信息設(shè)備的開關(guān)電源中,其具有的低功率損耗和高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度有利于降低能量損耗和實(shí)現(xiàn)器件的小型化。本文采用傳統(tǒng)的氧化物陶瓷工藝制備高溫超低損耗錳鋅功率鐵氧體,系統(tǒng)地研究了主配方、添加劑、制備工藝對(duì)錳鋅鐵氧體微觀結(jié)構(gòu)和電磁性能的影響。
　　為使制備的錳鋅鐵氧體材料的最小功率損耗溫度在100℃以上,且100℃時(shí)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度約為420mT,首先對(duì)配方中的Fe2O3和ZnO含量進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,

2、較為適宜的主配方配比為Fe2O3:ZnO:MnO=52.5:9.5:38(mol％)。在主配方的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了Bi2O3、CaCO3、TiO2、Nb2O5、V2O5等添加劑對(duì)錳鋅鐵氧體微觀結(jié)構(gòu)和電磁性能的影響。在研究添加Bi2O3時(shí)發(fā)現(xiàn),較為適宜的添加量為0.005wt％,過量添加會(huì)使晶粒異常生長(zhǎng),惡化材料功耗特性;CaCO3對(duì)材料的功率損耗有重要影響,不添加時(shí)高溫下的功耗很難改善,過量添加會(huì)顯著惡化起始磁導(dǎo)率和100℃左右的功率損

3、耗,較為合適的CaCO3添加量為0.03wt％;添加TiO2可使起始磁導(dǎo)率的二峰位置往低溫移動(dòng),改善了常溫下的起始磁導(dǎo)率,同時(shí)使最低功耗溫度往低溫移動(dòng),并惡化了高溫下的功耗性能,較為合適的添加量為0.12wt％;添加Nb2O5能夠抑制晶粒的異常生長(zhǎng),使晶粒均勻,但過量添加會(huì)使晶粒異常長(zhǎng)大,明顯惡化起始磁導(dǎo)率和功率損耗,較為適宜的添加量為0.03wt％;V2O5的熔點(diǎn)低,在燒結(jié)過程中能夠形成液相燒結(jié),促進(jìn)晶粒生長(zhǎng),降低燒結(jié)溫度,在不添加或

4、者含量過高的情況下,都對(duì)鐵氧體的性能產(chǎn)生不良作用,較為合適的添加量為0.01wt％。
　　基于主配方和添加劑的基礎(chǔ)研究,本文對(duì)錳鋅鐵氧體的預(yù)燒溫度、二次球磨時(shí)間、成型密度、燒結(jié)工藝進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,預(yù)燒溫度升高后,預(yù)燒后的粉料中尖晶石相生成比例顯著提高,但對(duì)鐵氧體的性能沒有顯著的影響;二次球磨時(shí)間的加長(zhǎng),顯著地改變了鐵氧體的性能,提升了常溫下的起始磁導(dǎo)率,使Pcv~T曲線整體上往低溫移動(dòng),惡化了高溫下的功耗性能,但提升了飽和磁