超低功耗MnZn鐵氧體研制.pdf

1、本論文采用氧化物陶瓷工藝制備超低功耗MnZn鐵氧體，系統(tǒng)研究了主配方、預(yù)燒淬火、添加劑、二次球磨時(shí)間及燒結(jié)氣氛對MnZn功率鐵氧體微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響，并研制具有高起始磁導(dǎo)率、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高居里溫度、超低功耗MnZn鐵氧體。
　　對于起始磁導(dǎo)率為3300±25％，在25～120℃范圍內(nèi)功耗均小于350kW/m3（100kHz、200mT條件下）的MnZn功率鐵氧體材料，適宜的三元系配方組成為Fe2O3：MnO：ZnO=52

2、.5：33.5：14(mol％)；Sn取代可以顯著改善MnZn鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能，當(dāng)Sn取代量為0.3mol％時(shí)，MnZn功率鐵氧體室溫下的起始磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大值，功率損耗達(dá)到最小值，而當(dāng) Sn取代量為0.1mol％時(shí)，MnZn功率鐵氧體具有較好的寬溫特性；淬火溫度升高，粉粒內(nèi)被凍結(jié)的應(yīng)力能增大，活性增高，燒結(jié)時(shí)容易出現(xiàn)二次晶粒長大，使得晶粒尺寸分布不均勻，氣孔率增大，材料的微觀結(jié)構(gòu)變差，起始磁導(dǎo)率降低，磁芯損耗上升

3、，而粉料預(yù)燒后隨爐緩慢冷卻至室溫制備的MnZn功率鐵氧體材料具有較好的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能；隨著 ZrO2添加量的增加，MnZn功率鐵氧體的平均晶粒尺寸一直增大，氣孔率先減小后增大，起始磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度則先上升后下降，并在ZrO2添加量為0.04wt％時(shí)，二者均達(dá)到最大值?？倱p耗Pcv、磁滯損耗Ph和渦流損耗Pe均先減小后增大，當(dāng)添加0.04wt％ZrO2時(shí)，總損耗Pcv、磁滯損耗Ph和渦流損耗Pe均達(dá)到最小值。當(dāng)添加量≤0.25wt

4、%時(shí)，Co2O3對MnZn鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)沒有顯著的影響，但由于 Co2+離子具有正的磁晶各向異性，能夠在寬溫范圍對MnZn鐵氧體負(fù)的磁晶各向異性進(jìn)行補(bǔ)償，使得室溫下MnZn鐵氧體的起始磁導(dǎo)率增加，Pcv～T曲線逐漸變得平坦，因而可在寬溫范圍內(nèi)得到低的功率損耗；適當(dāng)?shù)亩吻蚰r(shí)間，可控制粉體活性，使燒結(jié)過程中晶粒均勻生長，降低氣孔率，提高密度，從而提高 MnZn鐵氧體的磁性能，而過長或過短的二次球磨時(shí)間都會(huì)對MnZn鐵氧體的微結(jié)構(gòu)和磁性

5、能造成不良影響。隨著二次球磨時(shí)間的增加，鐵氧體的μi～T曲線Ⅱ峰及最低損耗所對應(yīng)的溫度點(diǎn)向低溫移動(dòng)，當(dāng)二次球磨時(shí)間為2h時(shí)，MnZn鐵氧體的起始磁導(dǎo)率達(dá)到最大值，且在25~120℃寬溫范圍內(nèi)具有超低的損耗；采用平衡氣氛燒結(jié)的MnZn鐵氧體的晶粒較小且均勻性較差，在晶粒內(nèi)部和晶界處存在較多的氣孔，磁性能較差；而采用二次還原氣氛燒結(jié)，可促使MnZn功率鐵氧體固相反應(yīng)充分進(jìn)行，晶粒均勻、致密長大，氣孔減少、密度提高，起始磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度