本发明专利技术公开了一种用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料，以Fe2O3、MnO、ZnO三种材料为主要原料，并适量掺入杂质，主要原料的三种金属离子的摩尔比为：Fe3+：Mn2+：Zn2+＝12.03～12.04：9.92～9.93：1；杂质掺杂量占总质量百分比为0.12～0.21%。杂质为CaCO3、TiO2、MoO3、Co2O3、SiO2、Bi2O3、CuO、Nb2O5、SnO2任意一种或者组合。还公开了其制备方法。本发明专利技术提高了磁性材料的饱和磁感应强度（Bs），优化了变换器的直流偏置特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种磁性材料及其制备方法，具体涉及一种用于大功率LED和LLC变 换器的磁性材料及其制备方法。 用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料及其制备方法
技术介绍
大功率LED和LLC是指输出功率大于200W的LED和LLC。 目前用于功率变换器的材料磁导率一般为2300左右的低功耗磁性材料，在100°C 高温的饱和磁感应强度（Bs)和磁芯损耗分别为390mT及410KW/m3。 虽然这也能满足一些常规的变换器要求，但是LED变换器所要求的效率非常高， 功率也比较大，因此对磁芯的饱和磁通感应强度（Bs)和磁芯损耗（Pcv)要求非常苛刻，不 但要更低的磁芯损耗，而且还需要更高的饱和磁感应强度（Bs)。 因此迫切需求专利技术一种适合大功率LED和LLC变换器所用的磁性材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料及其制备 方法，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。本专利技术从磁性材料的配方、制粉工艺、烧 结工艺上保证材料低损耗的要求，同时也提高了磁性材料的饱和磁感应强度（Bs)，优化了 变换器的直流偏置特性。 本专利技术所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现： 作为本专利技术的第一方面，一种用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料，其特征在 于，以Fe 203、MnO、ZnO三种材料为主要原料，并适量掺入杂质， 其中，主要原料的三种金属离子的摩尔比为：Fe3+:Mn2+:Zn 2+= 12. 03?12. 04: 9. 92 ?9. 93 :1 ; 其中，杂质掺杂量占总质量百分比为〇. 12?0. 21%。 进一步，所述杂质为 CaC03、Ti02、Mo03、C〇20 3、Si02、Bi203、CuO、Nb20 5、Sn02 任意一种 或者组合。 为了保证低的磁芯损耗和高的饱和磁通感应强度，这在一定程度上决定于Fe20 3 与MnO的比例，经过正交实验的验证，材料基本配方Fe203 :MnO :ZnO = 55 :41 :4。 为获得理想的电磁性能，还必须加入改性杂质。根据各种杂质的熔点、离子半径等 参数，从 CaC03、Ti02、M〇03、C〇20 3、Si02、Bi203、CuO、Nb20 5、Sn02 等杂质中，优选出了一种杂质 组合，对提高材料的电磁性能起到了非常重要的作用。 作为本专利技术的第二方面，一种用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料的制备方 法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、第一混合物的制备：将Fe203 :Μη0 :Ζη0三种原料按照Fe3+ :Mn2+ :Zn2+摩尔比 为12. 03?12. 04 :9. 92?9. 93 :1的比例混合成第一混合物； 步骤2、第一次制粉：将所得第一混合物粉碎、研磨、混合均匀后，进行850?950°C 预烧； 步骤3、第二混合物的制备：掺入杂质，加入占总质量百分比为0. 12?0. 21%的 CaC03、Ti02、M〇03、C〇20 3、Si02、Bi203、CuO、Nb20 5、Sn02 任意一种或者组合作为杂质，制成第二 混合物； 步骤4、第二次制粉：将所得第二混合物粉碎、研磨、混合均匀后，进行喷雾法干 燥、造粒； 步骤5、成型：将颗粒压制成磁芯毛坯； 步骤6、烧结：将毛坯在1300°C?1350°C烧结，保温6小时以上。 步骤2和步骤4中，制粉过程中，重点保证称量准确、混料均匀和造粒尺寸的一。 步骤2中，预烧温度控制在900?950°C。 步骤4中，第二次研磨所用钢球直径选用Φ3.0,使得最终颗粒料细小、均匀。 步骤4中，喷雾法干燥、造粒制备的颗粒含水量为0. 3?0. 4%、颗粒粒径为200? 300 μ m〇 进一步，所述颗粒粒径优选为230?280 μ m，在此粒径范围内的颗粒不少于总颗 粒量的80%。 进一步，所述颗粒的松装密度为1. 25?1. 30g/cm3。 步骤5中，得到低的气孔率毛坯是获得高性能的先决条件之一，在成型过程中，成 型的压力直接关系到坯件质量的好坏。专利技术人结合颗粒料的特性(如流动性、粒度分布）以 及压制不同的坯件来进行成型压力的调节，如在步骤5压制磁芯毛坯时，所述成型的压力 为 15t/cm2。 进一步，添加硬脂酸锌，磁芯毛坯的气孔率为1. 2%。 步骤6中，所述烧结是在钟罩炉内烧结。 烧结过程对铁氧体的性能具有决定意义，影响到固相反应的程度及最后的相组 成、密度、晶粒大小等。为提高生产效率，一般铁氧体磁芯烧结都是用氮气保护隧道窑，对于 此种材料，为保证磁芯烧结的一致性，减小磁芯内部应力。专利技术人用钟罩炉替代氮气隧道保 护窑烧结，同时烧结温度控制在1320°c左右，保温6小时以上。 本专利技术的有益效果： 1、本专利技术的磁性材料的初始磁导率达到2500±25%，同类产品为2300±30%。 2、本专利技术的磁性材料的剩余磁感应强度（Br)为60mT，同类产品为55mT。 3、本专利技术的磁性材料在高温（100°C)饱和磁感应强度（Bs)为410mT，同类产品为 390mT。 4、本专利技术的磁性材料的磁芯损耗在100°C，100kHz、200mT测试条件250KW/m 3,同类 产品为410KW/m3。 5、居里温度大于220°C。 【附图说明】 图1为本专利技术的饱和磁感应强度-温度曲线图。 图2为本专利技术lkhz下的磁导率-温度曲线图。 图3为本专利技术25°C的磁导率-μ i频率的曲线图。 图4为本专利技术的磁感应强度-磁场强度曲线图。 图5为本专利技术的功耗-温度曲线图。 图6为本专利技术在100°C下功耗-磁感应强度曲线图。 图7为本专利技术在120°C下功耗-磁感应强度曲线图。 【具体实施方式】 以下结合具体实施例，对本专利技术作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发 明而非用于限定本专利技术的范围。 实施例 如图1?图7所示，一种用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料及其制备方法， 包括： 步骤1、第一混合物的制备：将Fe203 :MnO :ZnO三种原料按照Fe3+ :Mn2+ :Zn2+摩尔比 为12. 03?12. 04 :9. 92?9. 93 :1的比例混合成第一混合物。 按照主要原料配方按照摩尔百分比为： Fe203 :MnO :ZnO = 55mol% :41mol% :4mol%。 步骤2、第一次制粉：将所得第一混合物粉碎、研磨、混合均匀后，进行900°C预烧。 制粉过程中，重点保证称量准确、混料均匀和造粒尺寸的一。 步骤3、第二混合物的制备：掺入杂质，加入占总质量百分比为0. 12?0. 21%的 CaC03、Ti02、M〇03、C〇20 3、Si02、Bi203、CuO、Nb20 5、Sn02 任意一种或者组合作为杂质，制成第二 混合物； 步骤4、第二次制粉：将所得第二混合物粉碎、研磨、混合均匀后，进行喷雾法干 燥、造粒；制粉过程中，重点保证称量准确、混料均匀和造粒尺寸的一。 第二次研磨所用钢球直径选用Φ3. 0,使得最终颗粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料，其特征在于，以Fe2O3、MnO、ZnO三种材料为主要原料，并适量掺入杂质，其中，主要原料的三种金属离子的摩尔比为：Fe3+：Mn2+：Zn2+＝12.03～12.04：9.92～9.93：1；其中，杂质掺杂量占总质量百分比为0.12～0.21%。
【技术特征摘要】
1. 一种用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料，其特征在于，以Fe20 3、Mn0、Zn0三种 材料为主要原料，并适量掺入杂质， 其中，主要原料的三种金属离子的摩尔比为：Fe3+ :Mn2+ :Zn2+ = 12. 03?12. 04 :9. 92? 9. 93 ：1 ； 其中，杂质掺杂量占总质量百分比为0. 12?0. 21%。2. 根据权利要求1所述的磁性材料，其特征在于：所述杂质为CaC03、Ti02、M〇0 3、C〇203、 Si02、Bi20 3、CuO、Nb205、Sn02 任意一种或者组合。3. -种如权利要求1所述的用于大功率LED和LLC变换器的磁性材料的制备方法，其 特征在于，包括以下步骤： 步骤1、第一混合物的制备：将Fe203 :MnO :ZnO三种原料按照Fe3+ :Mn2+ :Zn2+摩尔比为 12. 03?12. 04 :9. 92?9. 93 :1的比例混合成第一混合物； 步骤2、第一次制粉：将所得第一混合物粉碎、研磨、混合均匀后，进行850?950°C预 烧； 步骤3、第二混合物的制备：掺入杂质，加入占总质量百分比为0. 12?0. 21%的CaC03、 Ti02、M〇03、C〇203、Si0 2、Bi203、CuO、N...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨胜麒，
申请(专利权)人：上海美星电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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