[发明专利]宽温超低损耗MnZn软磁铁氧体材料及制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于电子材料技术领域。

背景技术

MnZn铁氧体材料目前是产量最大、应用最广泛的软磁铁氧体材料。而且随着电子信息产业的迅速发展，MnZn铁氧体被广泛应用于各种电子元器件中，如功率变压器、扼流线圈、脉冲宽带变压器、磁偏转装置和传感器等。一般地，依据应用场合不同，MnZn铁氧体大体可分为主要用于信号传输和转换的高导铁氧体和主要用于功率传输与转换的功率铁氧体两大类。

MnZn功率铁氧体主要用于各种开关电源变压器和功率型电感器件中，因此要求MnZn功率铁氧体材料具有：(1)高饱和磁感应强度(B_s)和高磁导率(μ)以提高功率转换效率并避免饱和；(2)尽量低的功率损耗(P_L)，并希望呈负温度系数，以避免变压器在高频下发热；(3)为了在高温下保持所需要的B_s值，材料的居里温度T_c应当比较高。

随着高频开关电源的工作频率发展到0.5～2MHz，相应MnZn功率铁氧体也已批量生产。目前，世界上具有代表性的产品是日本TDK公司的电源用PC系列材料(PC44、PC45、PC46)。但这些材料都有明显的缺点，就是一旦偏移损耗最低点，则损耗会急剧上升。为此，TDK于2003年上半年又推出了PC95材料，它综合了PC45、PC46、PC47这些材料的优点，在25℃～120℃温度范围内具有超低损耗。目前，国内尚未见同类报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有宽温低损耗特性的MnZn软磁铁氧体材料，同时还提供此MnZn软磁铁氧体材料的制备方法。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，宽温超低损耗MnZn软磁铁氧体材料，其特征在于，其主成分按摩尔百分比，以氧化物计算：65～75mol％Fe₂O₃，13～20mol％ZnO，0.0001～0.5mol％TiO₂，余量为Mn₃O₄；

掺杂剂按重量百分比，以氧化物计算：0.01～0.1wt％CaO、0.01～0.09wt％Nb₂O₅，0.01～0.1wt％V₂O₅，0.001～0.1wt％ZrO₂，以及0.05～1wt％Co₂O₃。

进一步的，主成分按摩尔百分比，以氧化物计算：68.3mol％Fe₂O₃，17.3mol％ZnO，14.2mol％Mn₃O₄和0.2mol％TiO₂；掺杂剂按重量百分比，以氧化物计算：0.05wt％CaO，0.05wt％Nb₂O₅，0.01wt％V₂O₅，0.04wt％ZrO₂和0.5wt％Co₂O₃。

本发明还提供一种宽温超低损耗MnZn软磁铁氧体材料制备方法，包括以下步骤：

1)65～75mol％Fe₂O₃，13～20mol％ZnO，0.0001～0.5mol％TiO₂，余量为Mn₃O₄；球磨混合均匀；

2)将步骤1)所得粉料800～1100℃下预烧；保温时间为1～4小时；

3)将步骤2)所得粉料按质量比加入以下添加剂：0.01～0.1wt％CaO，0.01～0.09wt％Nb₂O₅，0.01～0.1wt％V₂O₅，0.001～0.1wt％ZrO₂，0.05～1wt％Co₂O₃，并再次球磨，使球磨后的粉料粒径达到亚微米级；

4)将步骤3)所得的二次球磨料烘干后造粒，成型，制成生坯样品；

5)将步骤4)所得的生坯样品进行烧结。