[发明专利]一种软磁材料及其制备方法和在汽车电子系统中的应用

说明书

本发明公开了一种软磁材料及其制备方法和在汽车电子系统中的应用。软磁材料包括主成分和副成分，其中主成分包括Fe₂O₃、MnO、ZnO，所述副成分组分的质量百分比为：CaCO₃，V₂O₅，Nb₂O₅，SnO₂，Co₂O₃，TiO₂，ZrO₂，NiO。本发明通过特定的组分及其含量配比设置得到一种可以在‑20～140℃下具有低损耗和高饱和磁通材料，损耗指标具有较好的宽温特性，且具有高饱和磁通密度，软磁材料制备过程中通过粉料优化配比和特殊的分段降温烧结工艺，实现了超宽温低功耗和高饱和磁通密度的性能兼顾，产品温度适应性宽，可应对全球温差大的环境，在汽车电子系统领域应用广泛，确保稳定性。

技术领域

本发明涉及软磁材料技术领域，更具体地，涉及一种软磁材料及其制备方法和在汽车电子系统中的应用。

背景技术

软磁铁氧体作为一种电气特性优良、不同形状尺寸容易加工的电子功能材料，已逐步成为车载磁性元件的核心原件。随着磁性材料在汽车电子普及化，全球恶劣的环境对磁芯的使用的环境温度要求越来越严格，应对地球两极温度低，要求磁芯使用温度由传统的25℃～120℃扩展到-20℃～140℃，在此温度下要求材料饱和磁通不降低前提下，损耗在较低的范围内，以提高输出功率。

目前量产的功率材料应对车载系列需要宽温低损耗特性(-20℃～140℃)，往往无法兼顾高饱和磁通特性，原因在于为降低损耗，烧结上往往需要做牺牲，导致饱和特性较差，仅仅在410mT左右，无法满足车载大产品高叠加需求。而具有高饱和磁通的磁性材料往往整体损耗比较高，在低温(0℃以下)和高温(120℃以上)损耗恶化就更明显，变压器工作时，磁芯温度明显上升造成叠加下降，效率降低，因此市场迫切需要兼顾宽温(-20℃～140℃)和高饱和磁通材料，应对汽车电子的需求。现有技术CN102424573A公开了一种宽温低损耗锰锌系铁氧体及其制备方法，其中所制备的软磁铁氧体材料的温度也只能达到25℃～140℃，对于-20℃-0℃的无法满足低损耗的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有软磁铁氧体材料无法在-20℃～140℃的环境下实现低损耗、高饱和磁通密度的缺陷和不足，提供一种软磁材料。

本发明的另一目的在于提供一种软磁材料的制备方法。

本发明的又一目的在于提供上述软磁材料在汽车电子系统中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种软磁材料，包含如下含量的主成分：Fe₂O₃为54～58mol％、MnO为30～35mol％、余量为ZnO；相对主成分的总重量还包含如下含量的副成分：CaCO₃为0.02～0.04wt％，TiO₂为0.02～0.1wt％，Nb₂O₅为0.02～0.05wt％，ZrO₂ 0～0.02wt％，V₂O₅为0.01～0.1wt％，SnO为0.01～0.04wt％，Co₂O₃为0.3-0.4wt％，NiO为0-0.1％wt％。

本发明采用三元主成分和添加剂组合相匹配，经过原料混合、预烧，加入添加剂、成型、烧结而制成，其中的主成分配方为后续的组合添加剂副成分的优化基础，采用独特的添加剂组合促进制得的生坯易于烧结、更加细化晶粒，生长出更为均匀细化的晶粒分布，同时控制晶界气孔率，生成致密均匀的微观结构，形成较高的烧结密度，从而获得兼顾宽温损耗和高饱和磁通密度、高直流叠加的软磁材料。