本发明专利技术属于软磁铁氧体领域，具体涉及网络变压器用宽温铁氧体材料，提供一种在‑55℃~125℃温度范围内，具有优异增量磁导率特性的铁氧体材料，其由主成份和辅助成份制备获得，所述主成份组成为：Fe2O3为52.0‑55.0mol%、ZnO为11‑17mol%、CoO 0.05‑0.6mol%、其余为MnO；按主成份总重量计的辅助成份：CaO 100‑2000ppm、SiO2 50‑200ppm和Nb2O5 100‑800ppm。优选方案还包括添加辅助成份CaO、SiO2和Nb2O5多种的组合，总添加量在500‑1500ppm。本发明专利技术的铁氧体材料按照常规干法生产工艺制备，具有‑55℃~125℃温度范围内，叠加直流磁场33A/m时,材料增量磁导率2000以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于软磁铁氧体领域，具体涉及一种具有宽广温度范围内高增量磁导率的锰锌铁氧体材料。
技术介绍
Mn-Zn系列铁氧体材料因为具有高的初始磁导率和低的功率损耗等特点，广泛应用在通信领域和开关电源领域。随着电子技术的日益发展，电子设备小型化和移动化，要求电子产品对环境温度不敏感，就是要求所使用的元器件减小对温度的依赖性。应用在网络变压器的铁氧体磁芯，以外径2-6mm的环形为主，磁环上绕制26-28Ts左右的铜线，在外加直流8mA时(相当于叠加磁场33A/m)，电感需要大于350μH。为实现上述目标，要求材料在器件所要求的温度区间，具有高的增量磁导率。如CN1858021A的专利技术公开了一种Mn-Zn铁氧体材料。它是用Fe2O3（50-60摩尔%）、ZnO（16-20摩尔%）、其余MnO组成，辅助成分由氧化钴200-700ppm，氧化镍200-700ppm。从专利技术例来看，该专利技术所获得的磁芯，仅关注0-70℃温度范围，叠加磁场31A/m时，最优化方案增量磁导率在3000附近。如CN101533700A的专利技术公开了MnZn铁氧体磁芯配方及其制造方法。用Fe2O3（51-54摩尔%）、ZnO（21-24摩尔%）、其余MnO。辅助成分包括氧化硅和氧化钙，以主成份的重量为基准：以SiO2计算，氧化硅为40-180ppm,以CaO计算，氧化钙为100-350ppm。从专利技术例来看，该专利技术获得的磁芯，仅关注-40℃-+85℃温度范围，叠加磁场29A/m时，最优化方案增量磁导率在2100附近。在生产实践过程中，专利技术人发现，有客户为了应对宽广的温度要求，提出了-55℃~125℃温度范围内，材料具有高增量磁导率的要求。这是现有技术方案无法达到的。本专利技术需要解决的技术问题是提供一种具有-55℃~125℃温度区间，叠加直流磁场33A/m时,材料增量磁导率2000以上，以满足网络变压器对恶劣温度的要求。
技术实现思路
本专利技术有效解决了上述问题，提供在外加33A/m的直流磁场时的增量磁导率，在-55℃~125℃的温度范围内，始终保持在2000以上的铁氧体材料及其有效的制造方法。为实现本专利技术的目的，专利技术人提供下述技术方案：一种网络变压器用宽温铁氧体材料，其由主成份和辅助成份制备获得，其中所述主成份组成为：Fe2O3为52.0-55.0mol%、ZnO为11-17mol%、CoO0.05-0.60mol%、其余为MnO。按主成份总重量计的辅助成份包括：CaO100-2000ppm、SiO250-200ppm和Nb2O5100-800ppm的多种组合。上述提供的为本专利技术基础技术方案，研究发现：Fe2O3低于52.0mol%，磁心在125℃时，增量磁导率会低于2000；Fe2O3高于55.0mol%，磁心在125℃时，增量磁导率会低于2000。ZnO低于11mol%，磁心在-55℃时，增量磁导率会低于2000；ZnO高于17mol%,磁心在125℃时，增量磁导率会低于2000。CoO高于0.60mol%，材料在整个温区磁导率偏低，导致增量磁导率不足2000；CoO低于0.05mol%，改善增量磁导率效果不明显。研究发现，上述基础技术方案中，辅助成分必须包括CaO100-2000ppm、SiO250-200ppm和Nb2O5100-800ppm的多种组合。当CaO添加量小于100ppm，改善增量磁导率效果不明显；添加量超过2000ppm,材料易出现晶粒异常生长，导致增量磁导率不足2000。当SiO添加量小于50ppm，改善增量磁导率效果不明显；添加量超过200ppm,材料易出现晶粒异常生长，导致增量磁导率不足2000。当Nb2O5添加量小于100ppm，改善增量磁导率效果不明显；添加量超过800ppm,材料晶粒生长受到抑制，导致增量磁导率不足2000。试验表明，按照上述基础方案提供的配方，本专利技术提供的铁氧体在-55~125℃温度区间，叠加直流磁场33A/m时,材料增量磁导率2000以上。作为优选方案，根据本专利技术所述的铁氧体材料，主成份组成为：Fe2O3为52.5-54.5mol%、ZnO为11.5-16.5mol%、CoO0.10-0.50mol%、其余为MnO。所述的辅助成份还包括：CaO100-2000ppm、SiO250-200ppm和Nb2O5100-800ppm的多种组合。实验研究发现，对基础技术方案进一步优化，对主成分的比例控制的更加严格，可以进一步优化材料的性能。作为优选方案，根据本专利技术所述的铁氧体材料，其中，所述主成份组成为：Fe2O3为52.0-55.0mol%、ZnO为11-17mol%、CoO0.05-0.60mol%、其余为MnO。所述的辅助成份包括：CaO100-2000ppm、SiO250-200ppm和Nb2O5100-800ppm的多种组合。所添加辅助成份CaO、SiO2和Nb2O5的多种组合，其总量在500-1500ppm。实验研究发现，对基础技术方案进一步优化，对辅助成分的总添加量进行控制，可以进一步优化材料的性能。作为更优选的方案，根据本专利技术所述的铁氧体材料，其主成份组成为：Fe2O3为52.5-54.5mol%、ZnO为11.5-16.5mol%、CoO0.10-0.50mol%、其余为MnO。所述的辅助成份还包括：CaO100-2000ppm、SiO250-200ppm和Nb2O5100-800ppm的多种组合。所添加辅助成份CaO、SiO2和Nb2O5的多种组合，其总量在500-1500ppm。本优选方案提供的铁氧体在-55~125℃温度区间，叠加直流磁场33A/m时,材料增量磁导率2400以上。如表1所示，本专利技术优选方案与基础方案相比，其材料具备更优的性能。对主成分的比例和辅助成分的总添加量进行控制的话，可以进一步提高材料的增量磁导率。本专利技术还提供上述网络变压器用铁氧体材料的制备方法，包括：（1）混合处理：按比例称取的原料主成分在振磨机中混合处理30-120分钟；（2）预烧处理：混合处理后的材料在700-1000℃预烧处理30-180分钟；（3）砂磨处理：预烧后的粉料，加入按比例称取的辅助成分及其他添加剂，砂磨30-150分钟，使得粒径D50在1.0-1.55μm之间；（4）喷雾造粒；（5）成型处理；（6）烧结处理：成型后所得的毛坯在氧含量100ppm-空气中烧结处理，其中所述的烧结温度为1300-1400℃，烧结保温时间为1-15小时，在氮气饱和下降温到室温，即可获得所要的铁氧体磁心。上述制备方法（4）喷雾造粒是为了获得成型性良好的颗粒；步骤（5）采用的是常规的油压机，压制所需要的形状。作为优选方案，根据本专利技术所述的网络变压器用铁氧体材料的制备方法，其中步骤（3）中其他添加剂为分散剂、粘合剂和消泡剂，所添加量按主成分总重量计为分散剂100ppm-2000ppm、粘合剂5-20wt%、消泡剂0-2000ppm。其中更优选的方案，本专利技术中所述的分散剂为柠檬酸铵，粘合剂为聚乙烯醇；消泡剂为辛醇。作为优选方案，根据本专利技术所述的网络变压器用铁氧体材料的制备方法，其中步骤（7）氧含量为1%-15%，烧结温度为1320-1380℃，烧结时间为3-6小时。本专利技术中，如无特别说明，出现的专业本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种网络变压器用宽温铁氧体材料，其特征在于：所述网络变压器用宽温铁氧体材料由主成份和辅助成份制备获得，所述主成份各组分的摩尔百分比：Fe2O3为52.0‑55.0mol%、ZnO为11‑17mol%、CoO为 0.05‑0.60mol%、其余为MnO；所述辅助成份各组分与主成份总重量的百万分比为：CaO 100‑2000ppm、SiO2 50‑200ppm和Nb2O5 100‑800ppm。
【技术特征摘要】
1.一种网络变压器用宽温铁氧体材料，其特征在于：所述网络变压器用宽温铁氧体材料由主成份和辅助成份制备获得，所述主成份各组分的摩尔百分比：Fe2O3为52.0-55.0mol%、ZnO为11-17mol%、CoO为0.05-0.60mol%、其余为MnO；所述辅助成份各组分与主成份总重量的百万分比为：CaO100-2000ppm、SiO250-200ppm和Nb2O5100-800ppm。2.根据权利要求1所述一种网络变压器用宽温铁氧体材料，其特征在于：所述主成份各组分的摩尔百分比：Fe2O3为52.5-54.5mol%、ZnO为11.5-16.5mol%、CoO0.10-0.50mol%、其余为MnO。3.根据权利要求1所述一种网络变压器用宽温铁氧体材料，其特征在于：所述辅助成份的总质量为主成份总质量的500-1500ppm。4.如权利要求1所述的一种网络变压器用铁氧体材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）混合处理：按比例称取的原料主成分在振磨机中混合处理30-120分钟；（2）预烧处理：混合处理后的材料在700-1000℃预烧处理30-180分钟；（3）砂磨处理：预烧后的粉料，加入按比例称取的辅助成...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐仲达，陈志华，燕杰，毕建国，谢文革，
申请(专利权)人：浙江春晖复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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