[发明专利]一种高频低功耗NiZn软磁铁氧体材料的制备方法

说明书

本发明涉及磁性材料技术领域，公开了一种高频低功耗NiZn软磁铁氧体材料的制备方法。该方法包括：1）一次配料：分别称取含有Fe、Ni、Zn、Cu元素的化合物作为主成分；2）一次球磨；3）一次烧结：置于空气气氛中进行预烧；4）二次配料：分别称取含有Co、Nb、Ti、V、Bi、Ca、Si元素的化合物作为副成分，将含有Cu元素的化合物或将含有Cu元素的化合物和副成分一起添加到一次烧结粉料；5）二次球磨；6）造粒；7）压制成型；8）二次烧结：将生胚在空气氛围中进行烧结，冷却即得。本发明得到的NiZn软磁铁氧体材料通过添加Cu、Co、Nb、Ti等元素，显著降低软磁铁氧体材料5‑10MHz时的功率损耗。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，尤其是涉及一种高频低功耗NiZn软磁铁氧体材料的制备方法。

背景技术

功率铁氧体广泛应用于电子、通讯领域的电源变压器，而变压器特别是在大功率变压器模块，要进一步小型化，减小开关电源体积是关键，而低损耗的材料是关键中的关键。

功率铁氧体材料从20世纪70年代出现第一代产品，工作频率为20KHz；80年代出现第二代产品，其工作频率达100～500KHz，如TDK公司的PC30、PC40；90年代出现第三代产品，工作频率达到0.5～1MHz，如TDK公司的PC50。由于IT产业向高频发展，工作频率在1～3MHz的产品也相应问世，FERROCUBE公司的3F4、3F45和3F5是这类产品的代表。目前国内外生产厂家大量生产MnZn功率铁氧体的是第二代产品及第三代产品，而第四代产品则市场份额较小。国外生产的MnZn功率铁氧体则集中在第三代及第四代产品的高档产品，类似TDK公司的PC44、PC50和FERROCUBE的3F4、3F45、3F5等，从目前市场应用情况，受器件小型化影响，该类市场逐步扩大。台达、华为等企业提出几年内变压器设计频率达到1～3MHz高频，未来可能向更高频率(≥3MHz)发展。然而现有锰锌铁氧体频率为3～5MHz时损耗偏高，更别提铁氧体频率为5～10MHz时的损耗，严重制约了开关电源向高频化方向的发展。如中国专利公开号CN102491739公开了一种不含铅的NiZn软磁铁氧体材料及其制备方法的发明专利，其制备方法包括以下几个步骤：配料、依次球磨、材料预烧、二次球磨、压制成型、高温烧结和去应力处理，由于材料配方中不含有重金属Pb，解决了污染环境的问题，但是此材料在频率达到7.6MHz时损耗严重。

发明内容

本发明是为了克服现有技术NiZn软磁铁氧体材料在高频条件下损耗严重的问题，提供一种高频低功耗NiZn软磁铁氧体材料的制备方法。本发明得到的NiZn软磁铁氧体材料通过添加Cu、Co、Nb、Ti等元素，显著降低软磁铁氧体材料5~10MHz时的功率损耗。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高频低功耗NiZn软磁铁氧体材料的制备方法，包括以下步骤：

1）一次配料：分别称取含有Fe、Ni、Zn、Cu元素的化合物作为主成分，备用；

2）一次球磨：将步骤1）中含有Fe、Ni、Zn元素的化合物均匀混合后破碎，球磨得一次球磨粉料；

3）一次烧结：将一次球磨粉料置于空气气氛中进行预烧，冷却得一次烧结粉料；

4）二次配料：分别称取含有Co、Nb、Ti、V、Bi、Ca、Si元素的化合物作为副成分，将步骤1）中含有Cu元素的化合物或将步骤1）中含有Cu元素的化合物和副成分一起添加到一次烧结粉料中得二次配料粉料；

5）二次球磨：将二次配料粉料均匀混合后进行球磨得二次球磨粉料；

6）造粒：向二次球磨粉料中添加聚乙烯醇溶液，预压，研磨过筛得颗粒物料；

7）压制成型：向颗粒物料中添加聚乙烯醇溶液，压制成生胚；

8）二次烧结：将生胚在空气氛围中进行烧结，冷却得NiZn软磁铁氧体材料。