[发明专利]一种高性能锰锌铁氧体材料、铁氧体磁芯及其烧结方法

说明书

本发明公开了一种高性能锰锌铁氧体材料，该铁氧体材料包括主成分和副成分，所述主成分包括氧化铁、氧化锰、氧化锌，所述副成分包括铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物、钙氧化物、活性剂。本发明高性能锰锌铁氧体材料具有宽温、宽频、超低损耗，采用主成分为氧化铁、氧化锰、氧化锌，副成分包括铋氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物、钙氧化物、铅氧化物，经过混料、造球、高温预烧、球磨掺杂、掺胶造粒、喷雾造粒、压制成型、烧结成型步骤制得的磁芯，具有较高的初始磁导率。

技术领域

本发明涉及电源变压器技术领域，特别是涉及一种高性能锰锌铁氧体材料、铁氧体磁芯及其烧结方法。

背景技术

电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。根据传送功率的大小，电源变压器可以分为几档：10kVA以上为大功率，10kVA-0.5kVA为中功率，0.5kVA-25VA为小功率，25VA以下为微功率。传送功率不同，电源变压器的设计也不一样，应当是不言而喻的。根据高频电源变压器的设计要求，选择软磁材料本来应当是设计程序的第一项。本发明是为了提高磁芯初始磁导率而提供的一种新的方案。

发明内容

本发明旨在提供一种高性能锰锌铁氧体材料、铁氧体磁芯及其烧结方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能锰锌铁氧体材料，该铁氧体材料包括主成分和副成分，所述主成分包括氧化铁、氧化锰、氧化锌，所述副成分包括铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物、钙氧化物、活性剂。

作为本发明更进一步地，所述氧化铁、氧化锰、氧化锌以各自标准物计的摩尔百分比含量为Fe₂O₃：53-55mol%、MnO：34-37mol%、ZnO：8-10mol%。

作为本发明更进一步地，所述铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物以其标准物计的重量百分比含量为Nb₂0₅：0.003-0.006wt%、V₂0₅：0.005-0.008wt%、TiO₂：0.005-0.20wt%、Co₂O₃：0.25-0.40wt%。

作为本发明更进一步地，所述铁氧体材料在f＜10kHz，Bs＜0.25mT时，居里温度大于240℃，密度＞4.9×103kg/m³；在100℃温度条件下饱和磁通密度Bs为450mT。

一种高性能锰锌铁氧体材料的烧结方法,包括以下步骤：

1）混料，将氧化铁、氧化锰、氧化锌按配比混合均匀；

2）造球，将步骤1）混合均匀的中间料进行造球，球径控制在5±2mm；

3）高温预烧，将步骤2）的中间产物球体在950-1050℃高温下预烧，预烧时间为3-5h；

4）球磨掺杂，按比例取铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物，并与步骤3）预烧后的主成分粉料进行球磨，球磨时间15-18h，转速200-220rpm，得到掺杂料浆；

5）掺胶造粒，向上述步骤4）所得的掺杂料浆内加入聚乙烯醇，使掺杂料浆与聚乙烯醇混合均匀，得到掺胶料浆；

6）喷雾造粒，将步骤5）所得的掺胶料浆经过喷雾造粒，满足松装比重、颗粒分布、流动角、含水量参数，得到中间粉体；

7）压制成型，将上述步骤6）所得的中间粉体压制成坯件，压模压力300-400MPa，保压5-10s；

8）烧结成型，将步骤7）所得压制的坯件，在钟罩炉烧结，烧结温度为1280-1320℃，升降温速度40-60℃/h，保温时间6-8h，保温阶段氧分压控制在3-4%，烧结后坯料随炉冷却，冷却温速度60-80℃/h。