[发明专利]一种高频低损耗FeMnZnNi铁氧体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及氧铁体材料领域，针对现有技术的功耗频率公开范围较小及无法满足高频条件下的低损耗的问题，公开了提供一种高频低损耗FeMnZnNi铁氧体材料及其制备方法，包含主成分和辅助成分，其中，按质量分数计，主成分包含70.5‑76.5%的Fe₂O₃，0.5‑5.5%的ZnO，0.5‑3%的NiO，其余为Mn₃O₄。制备步骤包括：球磨、预烧、造粒及烧结四个步骤。本发明提供的四元系FeMnZnNi铁氧体材料，具有高初始磁导率、高饱和磁通密度及高居里温度，克服了现有软磁铁氧体在频率为5MHz时损耗偏高，并降低Ni‑Zn系铁氧体的昂贵成本，减小磁芯体积，满足变压器设计频率向高频发展的需求。

技术领域

本发明涉及氧铁体材料领域，尤其是涉及一种高频低损耗FeMnZnNi铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

软磁铁氧体是一种品种最多、应用最广、用量最大的一种功能磁性材料。随着现代电子技术的快速发展，电子器件逐渐要求超小型化、微型化、轻量化，比如电子变压器，其小型化受制于磁芯体积，减小磁芯体积，为目前电子缩小变压器尺寸关键，特别是在大功率变压器模块。

当应用频率在1MHz以下时Mn-Zn系铁氧体性能较好，但在1MHz以上时，Ni-Zn系铁氧体材料性能大大优于Mn-Zn铁氧体，比如具有多孔性及高电阻率，导致Ni-Zn系铁氧体的涡流损耗较低，非常适宜在高频中使用。Ni-Zn系铁氧体原料氧化镍的价格昂贵，而Mn-Zn系铁氧体原料氧化锰的价格就相对低廉，降低铁氧体的功耗主要从优化配方及改善制备方法入手，固相反应法成本低且适合量产，优化配方可以改善材料的本征特性，是提高材料性能的重要手段，优化配方主要是通过调节主配方或者是添加其它元素来改善性能。

专利号CN105110785A，专利名称为“一种高频低损耗MnZn铁氧体及其制备方法”，公开了一种高频低损耗MnZn铁氧体，包括主料：Fe₂O₃：30-40mol％，MnO：36-42mol％，TiO₂：10-15mol％，ZnO：余量；辅料：CaCO₃：0.25-0.35wt％，V₂O₅：0.04-0.6wt％，Nb₂O₅：0.02-0.03wt％。同时还公开了该高频低损耗MnZn铁氧体制备方法，包括预烧料的制备，颗粒料的制备以及低温烧结，该专利公开的高频低损耗MnZn铁氧体在100℃1MHz 30mT条件下功耗≤100mW/cm³，在100℃3MHz 10mT条件下功耗≤200mW/cm³。

其不足之处在于，只公开了1MHz、3MHz频率的功耗，并没有公开磁导率、饱和磁感应强度和居里温度等性能，也未提到更高频率的功耗，无法满足高频条件下的低损耗。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的功耗频率公开范围较小及无法满足高频条件下的低损耗的问题，提供一种高频低损耗FeMnZnNi铁氧体材料及其制备方法，该高频低损耗铁氧体材料是四元系FeMnZnNi铁氧体材料，具有高初始磁导率、高饱和磁通密度及高居里温度，克服了现有软磁铁氧体在频率为5MHz时损耗偏高，并降低Ni-Zn系铁氧体的昂贵成本，减小磁芯体积，满足变压器设计频率向高频发展的需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：