磁芯制造技术

公开了一种具有改善的可靠性的磁芯。该磁芯包括37mol％至44mol％的锰(Mn)、9mol％至16mol％的锌(Zn)、42mol％至52mol％的铁(Fe)、磁性添加剂和非磁性添加剂，其中，磁芯的磁导率为2900以上，磁芯的芯损耗为500mW/cm3以下。以下。以下。

【技术实现步骤摘要】
磁芯


[0001]实施例涉及一种具有改善的可靠性的磁芯。

技术介绍

[0002]近年来，根据对环境的持续关注以及与环境有关的立法，对配备有电动机的车辆的研究已经积极地进行，并且其市场也在扩大。因此，车辆电力电子(PE)领域的重要性也在增加。
[0003]典型的车辆电力电子部件是DC-DC转换器。使用电动机作为动力源的车辆通常设置有与用于向电力负载供电的辅助电池组合来驱动电动机的高压电池，并且可以通过高压电池的电力对辅助电池进行充电。为了对辅助电池进行充电，有必要将高压电池的直流电转换成与辅助电池的电压相对应的直流电。为此，可以使用DC转换器。
[0004]DC转换器将直流电转换为交流电，然后通过变压器对其进行转换，再次对结果进行整流，并以所需的输出电压输出直流电。因此，DC转换器包括无源元件，例如在高频下工作的电感器。
[0005]然而，通常，构成电感器或变压器的磁芯具有难以满足诸如低温特性或车辆环境所需的热冲击的可靠性的问题。
[0006]另外，部件薄型化的趋势近来已应用于磁性元件，但是变薄的磁性元件具有相对较小的尺寸和表面积，这从热容量和散热方面是不利的。因此，也有必要考虑一种减少热量产生以试图减少损失的方法。

技术实现思路

[0007]实施例提供一种具有改善的可靠性的磁芯。
[0008]此外，实施例提供一种具有优异的低温特性或热冲击特性的磁芯。
[0009]其中要实现的目的不限于上述的目的，并且根据以下描述，本文中未描述的其他目的对于本领域技术人员将是显而易见的。
[0010]在一个实施例中，磁芯包括37mol％至44mol％的锰(Mn)、9mol％至16mol％的锌(Zn)、42mol％至52mol％的铁(Fe)、磁性添加剂和非磁性添加剂，并且具有2900以上的磁导率和500mW/cm3以下的芯损耗。
[0011]例如，在-40℃至125℃的温度下在1000个循环(每个循环，30分钟)中，磁芯的磁导率降低是4％至9％，并且磁芯的芯损耗增大是0.5％至7％。
[0012]例如，在由x轴、y轴和z轴的
±
方向中的每个方向上的100G的半正弦波的冲击加速度持续6ms所引起的冲击下，磁芯的磁导率降低是2％至5％，并且磁芯的芯损耗增大是0.05％至3.00％。
[0013]例如，在x轴、y轴和z轴中的每个轴上以对于20分钟的扫描时间10Hz至2000Hz的振动频率、5G的振动加速度保持振动4小时后，磁芯的磁导率降低是1％至3％，并且磁芯的芯损耗增大是0.2％至1.0％。
[0014]例如，磁芯可以具有环形形状，并且在沿着环形形状的高度方向垂直向下的1000N的极限载荷下以30mm/min的速度施加载荷5次后，磁芯的平均断裂载荷为800N以上。
[0015]例如，磁性添加剂可以包括钴(Co)和镍(Ni)。
[0016]例如，钴可以以0.1mol％至1mol％的量存在，并且镍可以以0.1mol％至0.5mol％的量存在。
[0017]例如，非磁性添加剂可以包括硅(Si)、钙(Ca)、钽(Ta)、钒(V)或锆(Zr)中的至少一种。
[0018]例如，硅可以以50ppm至200ppm的量存在，钙可以以200ppm至700ppm的量存在，钽可以以200ppm至900ppm的量存在，钒可以以50ppm至500ppm的量存在，锆可以以50ppm至500ppm的量存在。
[0019]在另一个实施例中，磁芯包括磁性化合物和添加剂，所述磁性化合物包含37mol％至44mol％的锰(Mn)、9mol％至16mol％的锌(Zn)、42mol％至52mol％的铁(Fe)、0.1mol％至1mol％的钴(Co)、0.1mol％至0.5mol％的镍(Ni)，其中，磁性化合物包括多个晶粒和相应的晶粒之间的晶界，其中，多个晶粒中的第一晶粒的中心处的钴含量、与位于第一晶粒和与第一晶粒相邻的第二晶粒之间的第一晶界的中心处的钴的含量之比可以为0.4以上。
[0020]例如，钴的含量可以从第一晶粒到第一晶界逐渐降低。
[0021]例如，多个晶粒中的第三晶粒的中心处的钴含量与位于第三晶粒和与其相邻的第四晶粒之间的第二晶界的中心处的钴含量之比可以为0.4以上。
[0022]例如，添加剂可以包括非磁性材料。
[0023]例如，非磁性材料可以包括硅(Si)、钙(Ca)、钽(Ta)、钒(V)、铌(Nb)或锆(Zr)中的至少四种。
[0024]例如，硅可以以50ppm至200ppm的量存在，钙可以以200ppm至700ppm的量存在，钽可以以200ppm至900ppm的量存在，钒可以以50ppm至500ppm的量存在，锆可以以50ppm至500ppm的量存在。
[0025]在另一个实施例中，磁芯包括磁性化合物和非磁性添加剂，所述磁性化合物包含37mol％至44mol％的锰(Mn)、9mol％至16mol％的锌(Zn)、42mol％至52mol％的铁(Fe)，其中，非磁性添加剂包括50ppm至200ppm的SiO2、200ppm至700ppm的CaO、200ppm至900ppm的Ta2O5、50ppm至500ppm的ZrO2、以及50ppm至500ppm的V2O5，其中，磁性化合物包括多个晶粒和相应的晶粒之间的晶界，其中，非磁性添加剂中的至少一者的含量在从第一晶粒的中心到与第一晶粒相邻的第二晶粒的第一方向上逐渐增加，并且第一晶粒中的非磁性添加剂中的至少一者的总含量与第一晶粒和第二晶粒之间的第一晶界中的非磁性添加剂中的至少一者的总含量之比可以为0.1以上。
[0026]例如，磁芯可以进一步包含钴(Co)或镍(Ni)中的至少一者的磁性添加剂。
[0027]例如，钴可以以0.1mol％至1mol％的量存在，并且镍可以以0.1mol％至0.5mol％的量存在。
[0028]例如，第一晶粒的中心处的钴含量与第一晶界的中心处的钴含量之比可以为0.4以上。
[0029]例如，第一晶粒的中心处的镍含量与第一晶界的中心处的镍含量之比可以为0.4以上。
[0030]在另一个实施例中，磁芯包括：含有37mol％至44mol％的锰(Mn)、9mol％至16mol％的锌(Zn)、42mol％至52mol％的铁(Fe)的化合物；以及添加剂，其中，该添加剂包含在元素周期表的第4和5族中的至少三种元素。
[0031]例如，第5族中的元素可以包括钽(Ta)、钒(V)或铌(Nb)中的至少两种。
[0032]例如，第4族中的元素可以包括锆(Zr)或钛(Ti)中的至少一种。
[0033]例如，第4族和第5族中的元素的总含量可以为1500ppm以下。
[0034]例如，添加剂可以进一步包含钴(Co)、镍(Ni)、硅(Si)或钙(Ca)中的至少三种。
[0035]例如，添加剂可以包含氧化物。
[0036]例如，添加剂可以包含50ppm至200ppm的SiO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁芯，包括：37mol％至44mol％的锰(Mn)；9mol％至16mol％的锌(Zn)；42mol％至52mol％的铁(Fe)；磁性添加剂；以及非磁性添加剂，其中，所述磁芯具有2900以上的磁导率和500mW/cm3以下的芯损耗。2.根据权利要求1所述的磁芯，其中，在-40℃至125℃下，在1000个周期中，所述磁芯的磁导率降低4％至9％，所述磁芯的芯损耗增加0.5％至7％，其中每个周期为30分钟。3.根据权利要求1所述的磁芯，其中，在由x轴、y轴和z轴的
±
方向中的每个方向上的100G的半正弦波的冲击加速度持续6ms的时间所引起的冲击下，所述磁芯的磁导率降低2％至5％，并且所述磁芯的芯损耗增加0.05％至3.00％。4.根据权利要求1所述的磁芯，其中，在x轴、y轴和z轴中的每个轴上以20分钟的扫描时间并以10Hz至2000Hz的振动频率、5G的振动加速度保持振动4小时后，所述磁芯的磁导率降低1％至3％，并且所述磁芯的芯损耗增加0.2％至1.0％。5.根据权利要求1所述的磁芯，其中，所述磁芯具有环形形状，并且在沿着所述环形形状的高度方向垂直向下的1000N的极限载荷下以30mm/min的速度施加载荷5次之后，所述磁芯的平均断裂载荷为800N以上。6.根据权利要求1所述的磁芯，其中，所述磁性添加剂包括钴(Co)和镍(Ni)。7.根据权利要求6所述的磁芯，其中，所述钴以0.1mol％至1mol％的量存在，所述镍以0.1mol％至0.5mol％的量存在。8.根据权利要求1所述的磁芯，其中，所述非磁性添加剂包括硅(Si)、钙(Ca)、钽(Ta)、钒(V)或锆(Zr)中的至少一种。9.根据权利要求8所述的磁芯，其中，所述硅以50ppm至200ppm的量存在，所述钙以200ppm至700ppm的量存在，所述钽以200ppm至900ppm的量存在，所述钒以50ppm至500ppm的量存在，所述锆以50ppm至500ppm的量存在。10.一种磁芯，所述磁芯包括磁性化合物和添加剂，所述磁性化合物包含37mol％至44mol％的锰(Mn)、9mol％至16mol％的锌(Zn)、42mol％至52mol％的铁(Fe)、0.1mol％至1mol％的钴(Co)、0.1mol％至0.5mol％的镍(Ni)，其中，所述磁性化合物包括多个晶粒和相应的所述晶粒之间的晶界，其中，所述多个晶粒包括第一晶粒以及与所述第一晶粒相邻的第二晶粒，所述钴的含量从所述第一晶粒的中心到所述第二晶粒逐渐降低。11.根据权利要求10所述的磁芯，其中，所述第一晶粒的所述中心处的所述钴的含量与位于所述第一晶粒和与所述第一晶粒相邻的所述第二晶粒之间的第一晶界的中心处的所述钴的含量之比为0.4以上。12.根据权利要求10所述的磁芯，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贤智，金德炫，李相元，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：