[发明专利]一种高频低功耗锰锌铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于软磁低功耗材料技术领域，具体涉及一种高频低功耗锰锌铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

随着电子设备小型化、轻型化的发展，对锰锌低功耗铁氧体器件的体积、重量和性能提出了越来越高的要求。

CN 1861544A公开了一种高频低损耗锰锌铁氧体的制备方法，它是用三氧化二铁（53.8-54.6摩尔%）、氧化锰（43-43.8摩尔%）、氧化锌（2.4-3.5摩尔%）、分散剂（0.6-1.2重量%）和消泡剂（0.2-0.6重量%），经混合、干燥、预烧、粉碎、研磨、再次干燥、成型、烧结等步骤而制成。该方法在1310-1340℃保温2.5-4.5小时，无法获得小而均匀的晶粒，结果导致高频功耗恶化。

CN 101004962A公开了一种高频低损耗锰锌铁氧体的制备方法，它是用三氧化二铁（51-55摩尔%）、碳酸锰（35-44摩尔%）、氧化锌（5-10摩尔%），经混合、预烧、球磨、成型、烧结等步骤而制成。在球磨阶段，加入氧化钙0.01-0.4wt%、氧化钛0.01-0.5wt%、氧化锡0.01-0.3wt%、氧化铌0.01-0.2wt%、碳酸钾0.01-0.2wt%。该方法制得材料的起始磁导率为900±20%，损耗1MHz，30mT条件下25-100℃，损耗≤200kW/m³，饱和磁通密度Bs≥350mT(25℃)。磁导率偏低，损耗偏高，饱和磁通密度偏低，这些性能指标都需要改善，在器件有一定直流分量的情况下，磁芯容易饱和造成器件失效。

本发明需要解决的技术问题是提供一种高饱和磁通密度在高频（500K-3M）范围低功耗的Mn-Zn铁氧体材料的制造方法，以满足电子设备对高饱和磁通密度高频低功耗磁芯的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高频低功耗锰锌铁氧体材料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种高频低功耗锰锌铁氧体材料，由主成份和辅助成份制备获得，其特征在于：主成份包括：氧化铁51-57mol%、氧化锌6-12mol%及余量的氧化锰；按主成份总重量计，辅助成份包括：氧化钙200-1500ppm、氧化硅50-200ppm、氧化钛500-3000ppm。

优选的，按主成份总重量计，辅助成分氧化钙、氧化硅、氧化钛的总含量为1000-4000ppm。

优选的，主成份包括：氧化铁52-56mol%、氧化锌7-10mol%及余量的氧化锰。

优选的，按主成份总重量计，辅助成分还包括氧化锆0-400ppm、氧化铌0-400ppm、氧化钴0-1000ppm中的至少一种。 

优选的，氧化锆和/或氧化铌和/或氧化钴的总含量为50-1000ppm。

上述高频低功耗锰锌铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：按比例称取主成分原料，于球磨机中混合处理后，700-1100℃预烧0.5-6小时，向得到的预烧料中加入辅助成分后进行砂磨处理，接着喷雾造粒，压制成型，所得毛坯在氮气保护下进行二次烧结，得到高频低功耗锰锌铁氧体材料。 

优选的，所述二次烧结的工艺参数为：烧结温度1100-1250℃，烧结时间2-12小时。

本发明的有益效果是：

本发明从材料配方(主成分及辅助成分)角度出发，通过大量实验研究及生产批量验证，提供了一种高饱和磁通密度在高频（500K-3M）范围低功耗的锰锌铁氧体材料。该锰锌铁氧体材料在25℃饱和磁通密度500mT以上，在频率为1M、磁通密度30mT、温度100℃的测试条件下，体积功耗70mw/cm³以下。而优选技术方案提供的锰锌铁氧体材料在25℃饱和磁通密度510mT以上，在频率为1M、磁通密度30mT、温度100℃的测试条件下，体积功耗为60mw/cm³以下。本发明的锰锌铁氧体材料可以满足电子信息等领域对器件小型化、薄型化和高度可靠性的要求，可保证有一定直流分量下器件仍能正常工作。

本发明采用本领域的常规的干法生产工艺制备高频低功耗锰锌铁氧体材料，常规设备即可生产，因此，制备方法具有过程简单、能耗低、原材料适应性强的优点。

附图说明

图1是本发明材料和常规高频低功耗材料的功耗Pcv与温度T曲线图；

图2是本发明实施例1与实施例5材料的功耗Pcv与温度T曲线图；

图3是本发明实施例1与实施例6材料的功耗Pcv与温度T曲线图。

具体实施方式