[发明专利]低功率损耗的氧化物磁体材料和生产该材料的工艺

说明书

本发明涉及一种低功率损耗的Mn-Zn铁氧体，该铁氧体适合于用作这样一种变压器的芯片材料，即这种变压器被用于开关转换器、显示监视器的电源等。本发明还涉及一种生产上述铁氧体的工艺。

由于Mn-Zn铁氧体在其成份上是非化学计量的，因此即使起始成份是一样的，当生产条件，例如氧气分压在烧结过程中发生变化，所得到的产品之特性也是不同的。

为了解决这一问题，可以考虑对Fe²⁺的数量进行控制，因为Fe²⁺的数量对Mn-Zn铁氧体的特性有极大的影响。但是由于Fe²⁺的数量与除Fe²⁺之外的其它离子数量之间的平衡对铁氧体的特性十分重要，因此，适合于上述想法的材料并不是总能满足对铁氧体特性的需求。

日本公开特许公报47-5774号中公开了一种用于生产一种Mn-Zn铁氧体的工艺。在该工艺中，铁氧体被制成一种所需要的形状后，烧结和冷却是在氧气分压Po₂与温度T之间的关系满足下述公式的条件下进行的，该公式为：

lgPo₂＝-C₁/T+C₂

日本公开特许公报61-108109号公开了一种用于生产一种Mn-Zn铁氧体的工艺，在该工艺中，一种含有钛和钴及一种初步烧结的混合物的锰-锌铁氧体芯片在由公式lgPo₂＝-C₁/T+C₂所确定的氧气分压的条件下被烧结和冷却。然而，在上述现有技术中，既没有公开在铁氧体内加入添加剂后对电荷平衡的变化所产生的影响，也没有公开防止这种影响所采取的措施。因此，这些现有技术对于减小功率损耗而言，不是令人满意的。

因此，本发明的一个目的是，提供一种用于生产一种Mn-Zn铁氧体的工艺，这种铁氧体相对于现有工艺生产的那些铁氧体而言，其功率损耗性能可得到极大的改善。

在Mn-Zn铁氧体中，具有作为主要离子成分的Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Mn³⁺、Zn²⁺、O^2-以及少量的其它元素的离子，这些离子是按照各个元素的化合价能够得到电荷平衡的比例存在的。各种离子对磁体特性的影响是互不相同的。例如，Fe²⁺的出现可增加导电性，但从消除涡流损耗的角度看，这是不利的。

为了消除Mn-Zn铁氧体的磁滞损耗，必须减小磁性异向常数和磁致伸缩常数的绝对值。众所周知，Fe²⁺和Mn³⁺对于作为Mn-Zn铁氧体的基本特性值的磁性异向常数和磁致伸缩常数的影响比该铁氧体中其它元素的影响要大，并且Fe²⁺是对于磁向异性常数K₁具有积极作用的离子之一。

因此，使这些离子各自以适当的数量存在于Mn-Zn铁氧体中，可以减少磁异向常数，从而减轻磁滞损耗。

因此，可以通过确定离子平衡的最佳数值降低涡流损耗和磁滞损耗，而这对于消除Mn-Zn铁氧体的功率损耗是重要的。

为了达到此目的，有人已经提出对Fe²⁺的数量予以控制。但是，这种建议从生产铁氧体的角度看是不现实的。

具体地说，Fe²⁺的数量不能由该参数本身单独确定，因为它是由所有出现在铁氧体中的离子的电荷平衡所决定的。现已发现，在Fe²⁺的数量和过氧量r之间也建立有电荷平衡，因此，Fe²⁺的数量应当由此决定。也就是说，现已证实，能够直接控制出现在铁氧体中的离子电荷平衡的参数是过氧量r。过氧量r可由铁氧体的成分和烧结气氛中的氧气分压决定。

过氧量也可以通过测定出现在已烧结的Mn-Zn铁氧体中的各种离子的数量得之。

一种最佳的氧气分压在烧结过程中可使铁氧体中的电荷平衡最佳化。