[发明专利]一种高频低损耗高饱和磁通密度软磁铁氧体材料及其制备方法

说明书

本发明了公开了一种高频低损耗高饱和磁通密度软磁铁氧体材料及其制备方法，铁氧体材料由主成分和副成分组成，所述主成分以各自氧化物计算分别为Fe₂O₃:54.5～55.5mol%，ZnO：3.5～6mol%，Co₂O₃：0.10～0.25mol%，其余为MnO；所述副成分包括Nb₂O₅、CaCO₃、V₂O₅、ZrO₂和Ta₂O₅中的一种或几种。其制备方法包括配料、砂磨、预烧、砂磨、热处理、造粒、成型、烧结。本发明在主成分中添加Co₂O₃，并控制主成分、副成分的组成含量，优化烧结工艺，使软磁铁氧体材料同时具备高频低损耗、高磁通密度的性能。

技术领域

本发明涉及软磁铁氧体材料及其制备方法，具体涉及一种高频低损耗高饱和磁通密度软磁铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

目前，软磁铁氧体是一种具有高磁导率、高电阻率和低损耗特性的材料，因而在变压器、电感器、开关电源、通讯设备、计算机电子整流设备中得到广泛应用；MnZn铁氧体作为一种重要的软磁铁氧体材料，被广泛应用在电子、通讯领域，主要用作能量存储和转换。随着功率转换用电子设备小型化、高效化、高能量密度化的发展，一方面要求功率转换用软磁铁氧体材料的频率越来越高，并且在高的工作频率下具有低的损耗，目前开关电源的频率已发展到1MHZ,而更高频率5MHz是未来市场发展方向；另一方面则要求软磁铁氧体材料具有高的饱和磁通密度来提高变压器的抗直流叠加能力，提高能量存储。

MnZn铁氧体磁心损耗可分为三部分：磁滞损耗(Ph)、涡流损耗(Pe)、剩余损耗(Pr)，对于MnZn铁氧体来说，在较高的频率下，涡流损耗和剩余损耗占据主要部分，降低MnZn铁氧体的高频损耗主要从以下方面入手：调整配方，加入添加剂和优化工艺；公开号CN1038333344A专利文献公开了一种高频低损耗铁氧体及其制备方法，通过把Fe₂O₃的含量固定在54～57mol%，ZnO含量限制在0～5mol%，实现高频低损耗，但是只涉及到损耗，并未提高饱和磁通密度特性。因此开发一种具有高频低损耗、高饱和磁通密度的MnZn铁氧体材料是迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高频低损耗高饱和磁通密度软磁铁氧体材料及其制备方法，在主成分中添加Co₂O₃，并控制主成分、副成分的组成含量，优化烧结工艺，使软磁铁氧体材料同时具备高频低损耗、高磁通密度的性能。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种高频低损耗高饱和磁通密度软磁铁氧体材料，由主成分和副成分组成，所述主成分为四元系，分别为Fe₂O₃ :54.5～55.5mol%，ZnO ：3.5～6mol%，Co₂O₃: 0.10～0.25mol%，其余为MnO；所述副成分包括Nb₂O₅ :0.01～0.03wt%、CaCO₃ :0.04～0.20wt%、V₂O₅ :0.01～0.05wt%、ZrO₂ :0～0.01wt%、Ta₂O₅ :0～0.05wt%中的一种或几种。

一种上所述的高频低损耗高饱和磁通密度软磁铁氧体材料的制备方法，包括如下步骤：

1) 配料：采用四元系配方，按照主配方Fe₂O₃、ZnO、Co₂O₃和MnO的比例进行称量并混合砂磨；

2）预烧：将混合后的粉料进行预烧；