高溫高Bs低功耗錳鋅鐵氧體的研制.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)應(yīng)用于其中的鐵氧體軟磁材料提出了越來(lái)越高的要求。不僅要求材料在高溫下具有較低的功耗，而且要求高溫下具有較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs。同時(shí)實(shí)現(xiàn)低功耗和高溫高Bs一直是鐵氧體研發(fā)的難點(diǎn)，而市場(chǎng)急需這類穩(wěn)定工作并能有效提高器件轉(zhuǎn)換功率的材料。近年來(lái)，高溫高Bs低功耗MnZn鐵氧體已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
　　本文采用氧化物陶瓷工藝制備高溫高Bs低功耗MnZn鐵氧體材料，針對(duì)高溫下兼有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低功耗的目

2、標(biāo)，主要研究了主配方中Fe2O3和ZnO比例關(guān)系、預(yù)燒溫度、添加劑以及成型壓力對(duì)MnZn鐵氧體材料的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在53.5~55.0mol％范圍內(nèi)，隨著Fe2O3比例的增加，起始磁導(dǎo)率先上升后下降，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和居里溫度單調(diào)上升；在5.75~6.50mol%范圍內(nèi)，隨著ZnO比例的增加，起始磁導(dǎo)率先上升后下降，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度先上升后下降。適宜的主配方為：Fe2O3:MnO:ZnO=54.5mol%

3、:39.25mol%:6.25mol%。在800~920℃溫度范圍內(nèi)，隨著預(yù)燒溫度的升高，粉體活性逐漸降低，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和燒結(jié)密度先上升后下降。適宜的預(yù)燒溫度為890℃。少量添加CaCO3，有助于鐵氧體功耗的降低，燒結(jié)密度先上升后降低，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度先上升后降低。適宜的添加量為500ppm。NiO的加入可以促進(jìn)燒結(jié)密度的提高，鐵氧體的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度先上升后下降，高溫100℃下的ΔB（ΔB=Bs-Br）先上升后下降。適宜的添加量為400

4、ppm。當(dāng)添加V2O5時(shí)，材料的燒結(jié)密度和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度均呈先上升后下降的趨勢(shì)，材料的損耗先下降后上升，鐵氧體的直流疊加特性與ΔB的變化一致。當(dāng)V2O5添加劑為500ppm時(shí)，材料的起始磁導(dǎo)率、高溫Bs有最大值，分別為2035，446mT。高溫功耗有最小值，為385mW/cm3。
　　隨著成型壓力的提高，生坯密度不斷提高，但燒結(jié)密度并不會(huì)持續(xù)提高，有先升高后降低的變化趨勢(shì)。當(dāng)成型壓力為80MPa時(shí)，鐵氧體的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度取得最大值