[发明专利]一种高Bs低功耗锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法

说明书

本发明适用于软磁铁氧体材料技术领域，提供了一种高Bs低功耗锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法，包括三氧化二铁、氧化锰、氧化锌和碳酸锂，其中所述三氧化二铁含量为55.4‑60.5mol％，所述氧化锰含量为15.3～22.5mol％，所述氧化锌含量为10.5～17.6mol％，所述碳酸锂含量为2.0～5mol％；具有高Bs、低功耗的特点；可以充分利用其高Bs特性，并且温升也能得到满足；同时材料成本也远远低于磁粉芯材料，能更好的满足大功率高功率密度电源变压器设计的性能和成本需求。

技术领域

本发明属于软磁铁氧体材料技术领域，尤其涉及一种高Bs低功耗锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

随着电子产品的不断小型化，相应的电源必须要实现高功率密度设计。要实现电源的高功率密度，其中电子元器件中的磁心小型化、扁平化是其中的关键。而要实现磁芯的小型化、扁平化和电源的高功率密度设计就需要高Bs、低损耗的磁性材料。

在一些新能源光伏逆变器和充电桩等大功率变压器设计领域，需要同时考虑小体积设计和温升设计。常规的功率铁氧体材料高温100℃的饱和磁通密度Bs普遍只有400mT左右，即使是现在TDK公司推出的高Bs材料PC90，在高温100℃条件下饱和磁通密度Bs为450mT，且100℃下的损耗小于320kw/m3。其Bs值仍然不能满足光伏行业以及汽车领域等需要更高Bs的应用。目前较多设计采用金属磁粉芯，应用较为广泛的是铁硅铝材料，其高温Bs为900mT左右。但是其磁芯功率损耗很高，为4000kw/m3，如此高的功率损耗也限制了其本身高Bs特性的应用。

发明内容

本发明提供一种高Bs低功耗锰锌软磁铁氧体材料及其制备方法，旨在解决磁芯功率损耗很高，如此高的功率损耗也限制了其本身高Bs特性的应用问题。

本发明是这样实现的，一种高Bs低功耗锰锌软磁铁氧体材料，包括三氧化二铁、氧化锰、氧化锌和碳酸锂，其中所述三氧化二铁含量为55.4-60.5mol％，所述氧化锰含量为15.3～22.5mol％，所述氧化锌含量为10.5～17.6mol％，所述碳酸锂含量为2.0～5mol％。

优选的，还包括碳酸钙和二氧化锆，所述碳酸钙含量为200ppm～1000ppm，二氧化锆含量为100～300ppm。

优选的，还包括氧化钴、五氧化二铌中的一种或多种，所述三氧化二钴含量为500～5000ppm，所述五氧化二铌含量为200～400ppm。

一种高Bs低功耗锰锌软磁铁氧体材料制备方法，包括如下步骤：

步骤S100：将三氧化二铁、氧化锰、氧化锌、碳酸锂组成的原材料在砂磨机中混合，烘干后，在10Mpa压力下压成圆饼，然后进行预烧；

步骤S200：以预烧后的粉料质量为基准，加入相应量的辅助成分进行二次砂磨，二次砂磨料浆烘干做粒度测试；

步骤S300：加入PVA后进行喷雾造粒，成型为标准环形磁芯进行烧结。

优选的，所述步骤S300中保温温度1150℃～1280℃；从600℃～保温段的温度，升温速率2～14℃/min；在850℃～1150℃之间，氧气浓度0～1.0％，保温段的氧气浓度2.0～8.0％；降温时，氧气浓度按平衡氧气浓度进行气氛保护降温。

优选的，所述保温段所用的时间为3-8小时。

优选的，制备所得的锰锌铁氧体材料在50Hz，1194A/m测试条件下，25℃时，饱和磁感应强度Bs大于600mT；100℃时，饱和磁感应强度Bs大于510mT。

优选的，制备所得的锰锌铁氧体材料在100kHz，200mT测试条件下，25℃时，功率损耗小于1000kw/m3；100℃时，功率损耗小于500kw/m3。