[发明专利]一种高温低损耗MnZn铁氧体磁心及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MnZn软磁铁氧体材料及其制造方法，尤其涉及一种高温低损耗MnZn软磁铁氧体磁心及制造方法。该磁心可用于高性能开关电源变压器，特别适合应用于120℃－150℃的高温领域。

背景技术

软磁铁氧体作为电子、电气设备中的关键功能材料，已经得到广泛使用。在软磁铁氧体生产和使用中占主导地位的是MnZn铁氧体，MnZn铁氧体的产量约占软磁铁氧体总产量的70％，是目前软磁材料中最受关注和最为活跃的领域。近年来，MnZn铁氧体材料的发展由单一性能的纵深提高转向多项指标同时提高的横向拓展。比如功率铁氧体材料，除了进一步降低材料的损耗外，还要求在更宽温度范围内降低损耗，更宽频率下降低损耗；高磁导率铁氧体材料，除了要有高的起始磁导率外，还要求有好的宽温和宽频特性，也要求高的Bs和好的直流叠加特性，更要求低的比损耗系数tgδ/μ和总谐波失真系数；抗EMI铁氧体材料，也要求宽频高阻抗。

软磁铁氧体的起始磁导率μ_i随温度的变化有一个或者两个峰值，峰值的出现是由于磁导率μ_i与饱和磁化强度Ms的平方成正比，与磁晶各向异性常数K₁、磁致伸缩系数λs与内应力σ_i的乘积成反比，而这些参量都是温度的函数，因此，磁导率μ_i就是温度的复杂函数。不同铁氧体的μ_i～T特性不同，MnZn铁氧体就是在远低于居里温度出现第二个峰值，这是由在此温度下|K₁|、|λs|为最小值所致。磁导率第二峰值对应的温度通常称作二峰温度，用Tsp表示。对于MnZn功率铁氧体，则通常将损耗最小值对应的温度称作二峰温度。

常规MnZn功率铁氧体的二峰温度在80℃－100℃，为了电子器件安全，这些材质一般都只能在100℃以下使用。但是，诸如照明电子和汽车电子等领域工作温度远高于100℃（有些汽车电子器件工作温度高达150℃），此类电子器件对铁氧体的高温特性提出了更高的要求。

发明内容

本发明要达到的技术目的在于克服常规MnZn功率铁氧体材料使用温度较低的不足，提供一种高温低损耗MnZn功率铁氧体磁心及其制造方法，此磁心从120℃－150℃的单位体积损耗Pcv（100kHz，200mT）都小于450kW/m³，在140℃左右达到最低损耗360kW/m³，而且在140℃时还具有较高的饱和磁通密度Bs（360mT）。此磁心相对于常规功率铁氧体磁心，其高温损耗和高温Bs都有了极大改善，非常适合应用于120℃－150℃的高温领域。

本发明提供的高温低损耗MnZn功率铁氧体磁心包括主成份和辅助成分，其主成份包括Fe₂O₃、Mn₃O₄、ZnO，Mn₃O₄以MnO计算，各主成份的摩尔百分比含量如下：

Fe₂O₃：52－53.5 mol%

MnO：37.5－42 mol%

ZnO：6－9 mol%

辅助成分包括SiO₂、CaCO₃、Nb₂O₅、V₂O₅、ZrO₂、Co₂O₃、NiO、Li₂CO₃中的至少一种，基于所述主成分的总重量，辅助成分合适的添加量如下：

SiO₂：0－150 ppm

CaCO₃：0－800 ppm

Nb₂O₅：0－500 ppm

V₂O₅：0－500 ppm

ZrO₂：0－500 ppm

Co₂O₃：0－3500 ppm

NiO：0－3500 ppm

Li₂CO₃：0－1000 ppm