[发明专利]一种高频低损耗MnZn铁氧体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性材料，具体地，涉及一种高频低损耗MnZn铁氧体，包括它的制备方法。

背景技术

MnZn铁氧体磁芯广泛应用于国防科技、通信、计算机、雷达、广播电视、医疗及测量仪器、娱乐消费类电子产品、工业与办公自动化、汽车电子、照明等国民经济的基础产业。目前我国的绝大多数MnZn功率铁氧体材料仅能工作于1MHz以下，为数不多的几种能工作于此频率的铁氧体，却具有非常大的功耗，如现有技术生产的MnZn功率铁氧体功耗都在300mW/cm³以上（1MHz  30mT 100℃），极大地制约了我国开关电源向高频化方向的发展，随着开关电源技术的提升和新产品开发，迫切需要能够工作于1～3MHz且功率损耗很低的MnZn铁氧体材料。

另外，现有技术中MnZn铁氧体的烧结温度一般在1300-1400℃，耗能高、污染大，已经与当前的低碳生活格格不入。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种能够工作于1～3MHz且具有相当低功率损耗的MnZn铁氧体，另外，本发明提出了一种低温烧结工艺，对于节省能源和环境保护具有重要意义。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种高频低损耗MnZn铁氧体，包括以下成分的主料和辅料：

主料： Fe₂O₃：   50.2~54mol%；

MnO：   36~42mol%；

ZnO：   余量；

辅料： CaCO₃：  0.25～0.35 wt％；

V₂O₅：   0.04～0.6 wt％；

Nb₂O₅：  0.02～0.03wt％。

优选地，其辅料还包括以下重量百分比的成分：

TiO₂：   0.20～0.40 wt％；

CuO：    0～0.03 wt％。

优选地，包括以下成分的主料和辅料：

主料：Fe₂O₃：   53~54mol%；

MnO：   39~40mol%；

ZnO：    余量；

辅料：CaCO₃：   0.25～0.35 wt％；

V₂O₅：    0.2～0.4wt％；

TiO₂：     0.2～0.30 wt％；

Nb₂O₅：   0.02～0.03wt％；

CuO：     0～0.01 wt％。

本发明提出的高频低损耗MnZn铁氧体的制备方法，包括以下步骤： 

（1）预烧料的制备；

（2）颗粒料的制备；

（3）用压机将颗粒料压制为生坯，以0.5~1℃/min升至450℃，再以1~3℃/min升至900℃，再以0.5~1℃/min升至1100℃，最后以1~3℃/min升至1180~1250℃，在3~6%的氧分压下保温烧结3~5 小时，得到所需磁芯。

其中，步骤（1）预烧料的制备为现有技术，具体如下：

称取Fe₂O₃、MnO、ZnO三种主料加入砂磨机中，同时加入 50wt%的去离子水，砂磨20~30 分钟；砂磨后抽入搅拌机中，加入配料重量10wt%的浓度为8~9%的聚乙烯醇（PVA）溶液，搅拌2 小时，进行喷雾干燥；将干燥好的红色粉料在700-900℃的温度下预烧1~2 小时，得到预烧料。

步骤（2）颗粒料的制备也为现有技术，具体如下：

称取预烧料加入砂磨机中，按照重量比加入辅料及50wt%的去离子水，砂磨1~1.5小时；砂磨后抽至搅拌机，并加入配料重量10wt%的浓度为8~9%PVA 溶液，搅拌2小时，进行二次喷雾造粒，得到颗粒料。

本发明所提出的高频低损耗MnZn铁氧体具有以下有益效果：

1、本发明所提出的高频低损耗MnZn铁氧体用于1-3MHz的工作条件，安全稳定，填补了国内的几乎没有完全适用于此工作频率下的MnZn铁氧体空白，同时，在此工作频率下，本发明具有明显较低的功耗，远远低于普通的铁氧体；