[发明专利]一种高频应用锰锌低功率损耗铁氧体材料及制备方法

说明书

本发明涉及软磁铁氧体磁性材料领域，尤其涉及一种高频应用锰锌低功率损耗铁氧体材料及制备方法，该铁氧体材料，主相为尖晶石结构，包括主成分和辅助成分，所述主成分包括三氧化二铁、氧化锌，剩余为氧化锰；辅助成分包括氧化钙，氧化钒，氧化铌，氧化硅，氧化锡，氧化钴，氧化铟，纳米氧化镍。本发明制备方法简单合理，良品率高，制备的铁氧体材料在高饱和磁通密度和高频的应用环境下，具有良好的低功率损耗性能，实际使用效果好。

技术领域

本发明涉及软磁铁氧体磁性材料领域，尤其涉及一种高频应用锰锌低功率损耗铁氧体材料及制备方法。

背景技术

锰锌铁氧体(MnZn铁氧体)是一种软磁铁氧体材料，其被广泛用于电子、通讯领域等作为能量储存和转换用的材料。而随着科技发展，电子器件逐渐小型化、高效化、高输出功率化，使得传统的锰锌铁氧体逐渐无法满足性能需求，传统的锰锌铁氧体在高工作频率下损耗急剧上升，因此，研发并设计一种能够在高工作频率下仍能保持较低损耗的锰锌铁氧体材料是目前锰锌铁氧体材料研发的一大热点，并且其具有十分重要的意义。

锰锌铁氧体元件的高频损耗主要有磁损耗和介电损耗，为了降低锰锌铁氧体的高频损耗，研究人员进行了大量的研究工作，包括主配方设计、添加剂加入和工艺优化等。

如中国专利局于2017年3月29日公开的一种高频低损耗锰锌铁氧体材料及其制备工艺的发明专利申请，申请公开号为CN106542818A，其主要通过工艺调控和降低ZnO含量、提高MnO含量来改进现有的高频锰锌铁氧体制备工艺，相较于常规14.0～28.0mol％的氧化锌用量，其通过降低氧化锌含量并改进工艺的方式来实现降低高工作频率下锰锌铁氧体的损耗。但是，其实施例中所记载的测试条件为f(1MHz)、B(30mT)，在该测试中频率属于高频，但在实际使用过程中B通常会在100mT左右，其并未提供实际工作时所产生的损耗性能数据，但经试验，其在f(500kHz)、B(100mT)和T(100℃)条件下进行损耗测试时，功率损耗仍达到880kW/m³以上，实际使用效果有限。

又如中国专利局于2015年1月7日公开的一种高频低功率锰锌铁氧体材料及其制备方法的发明专利申请，申请公开号为CN104261813A，其引入氧化钙、氧化硅和氧化钛等常见高频软磁铁氧体制备过程中所采用的添加物，但通过提高氧化铁含量、降低氧化锌含量对主配方进行了设计。根据其实施例记载，同样在f(500kHz)、B(100mT)和T(100℃)条件下进行损耗测试，实际功率损耗达930kW/m3以上，实际使用效果有限。

因此，需求一种高饱和磁通密度和高频低功率损耗的锰锌铁氧体材料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了提供一种高频应用锰锌低功率损耗铁氧体材料及制备方法，以满足电子、通讯领域用能量储存和转换的材料的需求，解决了现有的铁氧体材料在高频高磁通环境下，功率损耗大，使用效果不理想的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种高频应用锰锌低功率损耗铁氧体材料，主相为尖晶石结构，包括主成分和辅助成分，所述主成分包括三氧化二铁50-60mol％，氧化锌1-8mol％，剩余为氧化锰；按所述主成分总量计算，所述辅助成分包括100-1000ppm氧化钙，400-1200ppm氧化钒，100-600ppm氧化铌，0-300ppm氧化硅，200-1500ppm氧化锡，100-5000ppm氧化钴，0-2000ppm氧化铟，0-500ppm纳米氧化镍。

作为本发明的一种优选方案，所述主成分包括三氧化二铁53-55mol％，氧化锌1-5mol％，剩余为氧化锰。

上述的高频应用锰锌低功率损耗铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按化学计量计算称取主成分材料；