[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(1MHz30mT100℃)，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。

专利CN102503396A公开了一种高频低损耗MnZn铁氧体，包括主料：Fe₂O₃：50.2～54mol％，MnO：36～42mol％，ZnO：余量；辅料：CaCO₃：0.25～0.35wt％，V₂O₅：0.04～0.6wt％，Nb₂O₅：0.02～0.03wt％。同时，其还公开了高频低损耗MnZn铁氧体的制备方法，包括预烧料的制备，颗粒料的制备以及低温烧结。虽然该专利公开的高频低损耗MnZn铁氧体在100℃、1MHz、30mT下功耗≤200mW/cm3；在100℃、3MHz、10mT下功耗为≤320mW/cm3，但其的功耗还有进一步降低的可能。

发明内容

为了进一步降低高频低损耗MnZn铁氧体在100℃1MHz30mT条件下以及在100℃3MHz10mT条件下的功耗，本发明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：

第一方面，本发明提供了一种高频低损耗MnZn铁氧体，包括以下成分的主料和辅料：

主料：Fe₂O₃：30～40mol％；

MnO：36～42mol％；

TiO₂：10～15mol％；

ZnO：余量；

辅料：CaCO₃：0.25～0.35mol％；

V₂O₅：0.04～0.6mol％；

Nb₂O₅：0.02～0.03mol％。

其中，Fe₂O₃的含量可为30mol％、32mol％、34mol％、36mol％、38mol％或40mol％；MnO的含量可为36mol％、38mol％、40mol％或42mol％等；TiO₂的含量可为10mol％、11mol％、12mol％、13mol％、14mol％或15mol％等；CaCO₃的含量可为0.25mol％、0.27mol％、0.30mol％、0.33mol％或0.35mol％等；V₂O₅的含量可为0.04mol％、0.1mol％、0.2mol％、0.3mol％、0.4mol％、0.5mol％或0.6mol％等；Nb₂O₅的含量可为0.02mol％、0.022mol％、0.024mol％、0.026mol％、0.028mol％或0.03mol％等。

本发明中在主料中添加了TiO₂，其与MnO和Fe₂O₃协同作用，促进晶粒生长，从而降低了MnZn铁氧体在100℃1MHz30mT条件下以及在100℃3MHz10mT条件下的功耗；如果TiO₂不足10mol％，则存在发生晶体粒径异常生长而使磁损耗增大的不良情况的倾向；如果TiO₂超过15mol％，则存在发生起始磁导率μi降低的不良情况的倾向。

优选地，其辅料还包括以下重量百分比的成分：CuO：0～0.03mol％，例如0、0.01mol％、0.02mol％或0.03mol％等。