[发明专利]一种NiMnZn铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于软磁铁氧体材料领域，具体涉及一种具有高温高饱和磁通密度低损耗特性的NiMnZn铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

MnZn铁氧体广泛用于电子、通讯领域作为电源变压器材料。传统的开关电源变压器的工作温度一般为60～100℃，工作频率为10～100kHz。为了降低铁氧体器件在变压器工作温度范围的磁心损耗，到目前为止进行了添加剂的加入、元素取代和优化工艺条件等各种研究，以降低铁氧体磁心在变压器工作温度范围的损耗，如公开号为CN1402266A、CN1492453A、CN1896032A、CN1286237A等的中国发明的报道。随着开关电源向小型化、节能化方向发展，其工作频率向高频方向发展，如已经开发出工作频率为500kHz～1MHz的低损耗铁氧体材料，如公开号为CN1503280A、CN101004962A等中国发明专利的报道。

由于变压器本身会产生热量以及其高工作温度环境，如汽车发动机周围的电子元器件，变压器磁心的实际工作温度常常更高，在80～120℃范围。这就要求铁氧体材料在这一温度范围不但磁心损耗低，而且饱和磁通密度高，以实现变压器在上述工作温度范围的小型化和高效化。

在已经公开的现有技术中，为降低铁氧体的损耗，材料组成中ZnO的含量通常大于9mol％。但在上述变压器工作温度范围不能实现材料的高饱和磁通密度的要求。同时为了进一步降低材料的损耗，常常添加SnO₂或TiO₂成分，由于它们为非磁性杂质，会使铁氧体材料的饱和磁通密度降低百分之几。

公开号为CN1224224A的中国发明专利和公开号为CN1627455A的中国发明，公布的高Bs铁氧体材料，通过把Fe₂O₃的含量限制在53～55mol％、ZnO的含量限制在6.5~9.5mol%范围，实现了材料的高温高Bs。但在材料主配方中没有加入NiO的任何内容，所以不同于本发明。

公开号为CN1294099A的中国发明专利及公开号为CN1404076A、CN 1649039A的中国发明公布的铁氧体，通过在主配方中加入NiO的方法来提高材料的高温饱和磁通密度。但在添加剂中没有有关加入Na₂O的任何内容，且其损耗有进一步降低的需要。

由于以上原因，需要开发一种在高温下饱和磁通密度高、损耗低的NiMnZn铁氧体材料。

发明内容

本发明的目的首先是提供一种在高温下饱和磁通密度高、损耗低的NiMnZn铁氧体材料，使所述的材料在100℃下的饱和磁通密度在450mT以上（测试条件：1194A/m），100℃下的损耗在320kW/m³以下（测试条件：100kHz/200mT），以使所述的材料能够适用于80-120℃下的工作环境。本发明还提供所述的NiMnZn铁氧体材料的制备方法。

为实现本发明的目的，发明人提供如下的技术方案： 

一种NiMnZn铁氧体材料，由主成分和副成分组成，其中：

所述的主成分原料为：Fe₂O₃  53.2～55.7mol%，ZnO 2～11mol％，NiO 0～2.5mol％但不包括0，余量为MnO；

所述的副成分原料以主成分原料总重量计包括：SiO₂ 50～200ppm，CaCO₃ 200～1500ppm，ZrO₂ 50～500ppm，Nb₂O₅ 50～500ppm和Na₂O 50～300ppm。

发明人经过大量实验研究，发现，通过合理控制铁氧体主成分配比，并配以适当的副成分，可以获得一种同时具备高饱和磁通密度和低损耗特性的铁氧体材料。经检测，所述的铁氧体材料在100℃下的饱和磁通密度在450mT以上（测试条件：1194A/m），100℃下的损耗在320kW/m³以下（测试条件：100kHz/200mT），得到的材料能够适用于80-120℃的工作环境。