一种低功耗、高饱和磁感应强度的Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体材料含有：主成分包括：换算为Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］为５０～６０（摩尔）的氧化铁，换算为ＺｎＯ为５．０～７．０（摩尔）的氧化锌，其余的是氧化锰；和副成分，包括：换算为ＣａＯ为３００～９００ｐｐｍ的氧化钙，换算为Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］为５０～５００ｐｐｍ的氧化铌，换算为ＴｉＯ↓［２］为５０～２５００ｐｐｍ的氧化钛。采用的工艺步骤是：配料、球磨、振磨、预烧、砂磨、造粒、成型、烧结、磨加工和包装，本发明专利技术工艺适合工业化批量生产，其生产成本低、工艺稳定。
Mn-Zn ferrite material and production process thereof
A low-power, high saturation magnetic induction Mn Zn ferrite material containing: the main ingredients include: Fe down conversion for the 2 O down 3 from 50 to 60 (mole) of iron oxide, converted to ZnO was 5 ~ 7 (mole) of Zinc Oxide, the rest is manganese oxide and vice; components, including: CaO conversion for the 300 ~ 900ppm is converted to calcium oxide, Nb: 2 O: 5 to 50 ~ 500ppm niobium oxide, converted to TiO: 2 for TiO 50 ~ 2500ppm. The process steps are: mixing, milling, grinding, vibration pre sintering, grinding, granulating, molding, sintering, grinding and packaging, the process of the invention is suitable for industrial production, low production cost, stable process.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁氧体材料
，尤其涉及一种低功耗、高饱和磁感应强度的Mn-Zn铁氧体材料及其生产工艺。
技术介绍
随着科学技术发展，人们生活档次提高，汽车及电脑使用越来越频繁，拥有轿车家庭也在急剧上升，作为汽车车用变压器线圈产品的磁芯材料需求很大，同时要求也逐渐提高，为了使之在外界气温变化和发动机室发热等恶劣温度条件下也能起作用，就要求在高温条件下也要保持很高的饱和磁通密度。同样，为了在液晶显示器的高发热温度条件下使用，也要求在高温条件下也要保持很高的饱和磁通密度。而且普通的电气电子产品所用的线圈产品如果使用具有高饱和磁通密度的磁芯材料，也同样可控制因自发热等条件而造成的饱和磁通密度的下降，并能实现线圈的小型化设计。近年来顶尖公司已经注意此类材料开发。如2003年日本FDK公司公布最新成果4H45，就具有此类优良特性。MnZn铁氧体合适的微量元素掺杂是十分重要的。在现有技术中有多次对MnZn铁氧体中掺杂微量元素的介绍报道，如中国专利申请00126065.0中所叙述的MnZn铁氧体材料，虽然100℃下的功耗可以降到300kW/m3以下，但在制造工序中增加了脱硫工序。这样就增加了生产成本且对原材料的要求更为严格。并且在辅助成分中加入了SiO2。中国专利申请03115906.0所叙述的MnZn铁氧体材料，25℃下的Bs达到520mT，但100℃的Pcv在370kW/m3左右，并没有45～55℃下的功耗数值。另外，由于加入了SiO2作为辅助成分。中国专利申请02137639.5中所叙述的MnZn铁氧体材料，Pcv≤400kW/m3。这样的功耗还是偏高。另外，还加入了SiO2作为辅助成分。中国专利申请03125523.x所叙述的MnZn铁氧体材料，100℃下的Pcv在280kW/m3左右，但未说明Bs和μi等磁性参量的特性，单单只是低的Pcv，还不能满足器件的小型化的要求。器件的小型化要求Bs高，Pcv低，两者同时满足才行。另外，还加入了SiO2，HfO2作为辅助成分。中国专利申请01112082.7所叙述的材料，虽然Pcv可以在230～260kW/m3之间，但没有说明Bs和μI等磁性参量的特性。单单一个Pcv的降低，而不考虑Bs和μI等磁性参量对器件的小型化和高效率没有太大的帮助。另外，该专利中还说明了添加SiO2作为副成分。中国专利申请00126353.6的专利中所叙述的MnZn功率铁氧体材料是一种宽温下损耗较低的材料，在谷点位置Pcv＜350kW/m3.对于这样的损耗值，该专利在铁氧体中也添加了SiO2作为副成分。中国专利申请99101345.x中的MnZn铁氧体材料，其50℃～70℃的Pcv≤260kW/m3，铁氧体中也添加了SiO2作为副成分。中国专利申请93114870.7叙述了通过一种对烧结体进行精磨使磁导率和Bs等磁性参量改善的方法，但终究没能达到理想的指标，而且由于精磨得时间较长还增加了生产成本，降低了生产效率。中国专利申请02138280.8所叙述的MnZn铁氧体，虽然100℃条件下，Pcv降到240～260kW/m3，100℃的Bs达到410～430mT，但在该专利技术中由于加入了纳米级的Nb2O5、Ta2O5、ZrO2、SnO2、TiO2、CaO等辅助成分而增加了整体成本。这导致实现大规模的工业化生产成为了困难，并且限制该铁氧体的使用推广性。日本专利申请JP特开平2003-306376A虽然公开了在组成成分上与本专利技术在组成上成分类似，但是其中含有较高比例的ZnO，导致该铁氧体的的高温使用性质不能满足需要。因此目前仍需要寻找一种新的在高温的环境下保持稳定的功率输出，并且具有低的功率消耗和高的饱和磁通密度的性质需要的MnZn铁氧体。
技术实现思路
本专利技术通过对铁氧体中掺杂的微量元素进行不同组合的筛选后，意外的发现当铁氧体中的主成分在一定的比例范围内，避免加入SiO2作为掺杂的辅助成分，选择常用的铁氧体辅助成分的特定选择和配合后获得了预料不到的效果。实现了在高温的环境下保持稳定的功率输出，并且具有低的功率消耗和高的饱和磁通密度的性质需要的MnZn铁氧体。本专利技术提供了一种MnZn铁氧体，其主相为尖晶石结构，包括主成分和副成分，所述主成分及含量以氧化物计算为Fe2O3为50～60mol％，ZnO为5.0～15.0mol％，其余为MnO；所述副成分由CaO、Nb2O5和TiO2组成，其重量百分比含量以氧化物形式表示如下CaO300～900ppm、Nb2O550～500ppm、TiO250～2500ppm。较好的主成分及含量以氧化物计算为Fe2O3为53～55mol％，ZnO为5.0～7.0mol％，其余为MnO；所述副成分重量百分比含量以氧化物形式表示如下CaO500～700ppm、Nb2O5100～300ppm、TiO2100～2000ppm。更好的主成分及含量以氧化物计算为Fe2O3为53.66～53.8mol％，ZnO为6.0～6.1mol％，MnO为40.10～40.34mol％；所述副成分重量百分比含量以氧化物形式表示如下CaO500～700ppm、Nb2O5200ppm、TiO2400～1500ppm。本专利技术具体提供了一种Mn-Zn铁氧体材料，主成分及含量以氧化物计算为Fe2O3为53.8mol％，ZnO为6.10mol％，MnO为40.10mol％；副成分重量百分比含量以氧化物形式表示如下CaO500ppm、Nb2O5200ppm、TiO2400ppm。本专利技术还具体提供了一种Mn-Zn铁氧体材料，主成分及含量以氧化物计算为Fe2O3为53.66mol％，ZnO为6.0mol％，MnO为40.34mol％；副成分重量百分比含量以氧化物形式表示如下CaO700ppm、Nb2O5200ppm、TiO21500ppm；在现有技术中常常把SiO2作为MnZn铁氧体中普遍含有的辅助成分，对铁氧体的性质有重要作用，通常在铁氧体中都作为一种主要的辅助成分存在。本专利技术人发现当避免添加SiO2为辅助成分，而调整其他辅助成分的种类和用量的选择，可以实现具有一定主成分比例范围内的铁氧体具有非常好的性质——在常温和高温下都具有高的Bs和稳定的功率输出，且在高频下具有较低损耗的软磁铁氧体材料，适应了不同工作环境对材料的要求；在本专利技术中未另外添加SiO2，为同时满足100℃Bs及100℃Pcv这种情况，另外添加的SiO2不能降低Pcv，相反却容易引起晶粒不连续生长，导致Pcv升高。在选择合适的主配方也相当关键，过高的ZnO含量会导致Bs下降，特别是100℃BS下降更加明显，过低的ZnO含量却难以保证低的100℃Pcv。因此，本专利技术不添加额外的SiO2和选择的主配方是保证此种材料性能实现的一个重要的要素。因此本专利技术所提供的Mn-Zn铁氧体材料，磁导率为2000±25％，25℃Bs可达到535mT，100℃Bs可达450mT，其在100kHz，200mT时Pcv值25℃小于750mw/cm3，60℃小于520mw/cm3，80℃小于470mw/cm3，100℃小于450mw/cm3，120℃小于650mw/cm3，同时其居里点可达280℃。这种新型Mn-Zn铁氧体具备了低功耗、高饱和磁感应强度这种优良的性能，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体材料，其主相为尖晶石结构，包括主成分和副成分，所述主成分及含量以氧化物计算为：Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］为５０～６０ｍｏｌ％，ＺｎＯ为５．０～１５．０ｍｏｌ％，其余为ＭｎＯ；所述副成分由ＣａＯ 、Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］和ＴｉＯ↓［２］组成，其重量百分比含量以氧化物形式表示如下：ＣａＯ：３００～９００ｐｐｍ、Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］：５０～５００ｐｐｍ、ＴｉＯ↓［２］：５０～２５００ｐｐｍ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何时金，邵顺中，包大新，金鑫，
申请(专利权)人：横店集团东磁有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]
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