[发明专利]一种高性能MnZn软磁铁氧体材料的制备方法

说明书

本发明属于铁氧体技术领域，具体涉及一种高性能MnZn软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下的步骤：(1)备材；(2)成型：a.在模具上下压制方向边角设计倒角；b.在坯件的侧面内外拐角设计工艺圆角；c.设计模具收缩率为1.15～1.2mm，压制成型使生胚成型密度达到2.8～3.6g/cm³；(3)在露天放置24～72小时；(4)烧结：a.在升温段500℃内形成负压；b.升温至950～1050℃，通过添加氮气使平衡氧分压控制在6.5％以下；c.烧结温度为1200～1400℃，保温2～10h，冷却出炉得到MnZn软磁铁氧体材料。本发明可有效改善MnZn软磁铁氧体材料电磁性能，显著提高磁芯烧结密度和机械强度。

技术领域

本发明属于铁氧体技术领域，具体涉及一种高性能MnZn软磁铁氧体材料的制备方法。

背景技术

MnZn软磁功率铁氧体磁芯是开关电源模块变换器/逆变器的心脏，广泛应用于通信、汽车电子、平板显示、光伏/风能等领域，是上述电子设备实现小型、高效、节能和高可靠性的关键支撑性电子信息磁性功能材料。

电子电力系统集成智能化、平面贴装化的迫切需求，推动了开关电源小型轻量化和高频化的发展。然而随着工作频率与温度的升高，常规的软磁铁氧体材料的磁芯损耗会急剧增大，进而引起开关电源恶性发热甚至烧毁；材料的高温Bs如果过低，磁芯会工作于趋近饱和阶段，电感剧降，电流激增，变压器烧毁；磁芯的机械强度如果达不到要求，在绕制线圈过程中或者电源移动/震动过程中，受外力作用时会破损开裂，导致自动绕制产线故障或电源系统失效。

软磁铁氧体磁芯脆性问题一直是行业难题。随着电子产品的小型化、扁平化和国内运输行业暴力作业问题，铁氧体磁芯元件破损客诉非常突出。同时，由于近几年人工成本大幅上升，很多电子企业都开始采用自动化磁芯元件装配设备，这都对铁氧体磁芯元件的机械强度和韧性提出了更高的要求。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种高性能MnZn软磁铁氧体材料的制备方法，在有效改善MnZn软磁铁氧体材料综合电磁性能的同时，并显著提高磁芯的密度和机械强度。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高性能MnZn软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下的步骤：

(1)备材：选取MnZn软磁功率铁氧体颗粒粉SSP-44材料1Kg；

(2)成型

a.在模具上下压制方向边角设计倒角；

b.在坯件的侧面内外拐角设计工艺圆角；

c.设计模具收缩率为1.15～1.2mm，压制成型为生胚，使生胚成型密度达到2.8～3.6g/cm³；

(3)在露天放置24～72小时；

(4)烧结

a.发明人创造“负压-致密化-低温”烧结工艺新方法，在烧结工艺新增“压力-温度”曲线，在升温段500℃内形成负压，有利于坯件内的PVA及水分排出，尽量避免有氧环境中因胶体燃烧形成的薄层外壳；

b.升温至950～1050℃，大量补充氮气，通过添加氮气使平衡氧分压控制在6.5％以下，目的在于在缺氧环境中降低固相反应的速度，减少晶体内部空格或缺陷，使其致密化；

c.烧结温度为1200～1400℃，保温2～10h，冷却出炉得到MnZn软磁铁氧体材料。

优选的，步骤(2)，磁芯规格为I45*10*10，采用45T机械压机、硬质合金模具。

优选的，步骤(2)，所述倒角为45°，避免坯件及烧后磁芯相互碰撞造成缺损，同时利于提高坯件及磁芯密度；所述圆角的角弧为0.45，利于坯件及烧结时磁芯的应力分散，有效避免产品烧结开裂。