[发明专利]高居里温度低损耗高强度铁氧体磁块及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于Mn-Zn系铁氧体技术领域，具体涉及一种高居里温度低损耗高强度铁氧体磁块，并且还涉及其制备方法。

背景技术

随着汽车照明、汽车车载DC-DC转换器，LCD及LED显示器的逆变器、变频空调、太阳能逆变器等的快速发展，从而使功率铁氧体的应用面显著拓展，同时对应用于并不限于例举的这些领域的功率铁氧体提出了更为严苛的要求，具体表现为：要求在高温下（80-160℃）具有较高的功率转换效率；要求具备高的居里温度而藉以适应环境温度变化；要求在高温环境下具有功率损耗系数小的特点，等等。

近年来，由欧美诸国推出的低能耗太阳能逆变器已被广泛应用于大型发电机乃至微型太阳能手机充电器，从而对应用于这种逆变器的铁氧体的要求更为严格，具体而言：要求磁导率低于常规的锰锌铁氧体而居里温度需大于275℃，并且要求满足100KHz 200mT以及100℃时的功率损耗小于550kw/m³标准；由于该类铁氧体应用于剧烈颠簸环境的车载装置或气候变化异常的露天环境，因此该类铁氧体磁块需具备良好的强度。此外，由于应用于逆变器的铁氧体的几何形状普遍呈实心的长方体或圆形体（业界习惯称圆形体的铁氧体为磁饼），这种形状的铁氧体相对于传统的C字形、E字形或U字形的变压器用磁体而言存在成型效率低、在烧结过程中易变形而致成品率低的欠缺，不仅影响工业化放大生产，而且制备成本高，能源消耗大的欠缺（因成品率低所致）。

在公开的中国专利文献中可不乏见诸铁氧体及其制备方法的技术信息，典型的如授权公告号CN101620908B推荐的“宽温宽频高居里点低损耗锰锌铁氧体材料及其制备方法”，在该专利的说明书第0013至0016栏中分别指出了CN10118358A（高饱和磁通密度低损耗NiMnZn功率铁氧体材料）、CN1749209A（高饱和磁通密度低损耗锰锌铁氧体材料及其制备方法）、CN101004961A（高频大功率铁氧体材料的制备方法）和CN101004962A（高频低损耗锰锌铁氧体材料制备方法）存在的欠缺，并且客观地兑现了其说明书第0021栏载述的技术效果。但是通过对该专利的说明书的解读可知，其针对的是闭合磁芯即属于闭合磁芯范畴，因而对于制备应用于前述车载装置的开路磁芯不具有可借鉴的意义。

此外，在迄今为止公开的中外专利和非专利文献中涉及的提高铁氧体居里温度的技术内容普遍集中于高磁导率物料的组分探索，即通过调节原材料配比及掺杂物将初始磁导率（μi）达到5000—12000，以改善居里温度，但是对于功率型铁氧体材料保持低损耗条件下拓展居里温度有失偏颇。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种有助于显著降低初始磁导率、有利于显著减小功率损耗、有益于获得合理的饱和磁通密度和有便于提高居里温度以及强度的高居里温度低损耗高强度铁氧体磁块。

本发明的另一任务在于提供一种高居里温度低损耗高强度铁氧体磁块的制备方法，由该方法制备的铁氧体磁块能全面体现所述的技术效果。

本发明的首要任务是这样来完成的，一种高居里温度低损耗高强度铁氧体磁块，包括主要原料和辅助原料，所述主要原料包括氧化铁、氧化锰和氧化锌，所述辅助原料包括碳酸钙、氧化钛、氧化钴、氧化硅、氧化铬、氧化铌、氧化镍和氧化铜，所述主要原料的组分为：55-61mol%的按Fe₂O₃计算的氧化铁、33-40mol%的按MnO计算的氧化锰和5-10mol%的按ZnO计算的氧化锌；相对于所述主要原料的总重量，所述的辅助原料的添加量为：CaCO₃： 500-3000ppm ，TiO₂：80-3000ppm，Co₂O₃：50-1200ppm，超细SiO₂：20-200ppm，Cr₂O₃ ：100-1500ppm，Nb₂O₅：100-1500ppm，NiO：600-2000ppm和CuO：600-2000 ppm。