本发明专利技术公开了一种低待机功耗ＦＰＴ型宽温软磁铁氧体材料及其制备方法。以氧化物含量计算的组成为：Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］为５２～５５ｍｏｌ％；ＺｎＯ为７～１０ｍｏｌ％；其余为ＭｎＯ；第一辅助成分包括０．０１ｗｔ％～０．１ｗｔ％ＣａＯ、０．００５ｗｔ％～０．０２ｗｔ％ＳｉＯ↓［２］；第二辅助成分包括Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］、Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］、Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］、ＺｒＯ↓［２］、Ｋ↓［２］Ｏ中的一种或几种，其含量计算为０～０．２ｗｔ％、第三辅助成分包括０．０５～１ｗｔ％ＴｉＯ↓［２］、０．０５～１ｗｔ％Ｃｏ↓［２］Ｏ↓［３］。氮气保护下预烧、烧结及冷却气氛控制和致密化工艺，使本发明专利技术的磁心在２５℃～１２０℃间１００ｋＨｚ，２００ｍＴ，功耗Ｐ↓［ＣＶ］均小于４００ｋｗ／ｍ↑［３］和３５０ｋｗ／ｍ↑［３］，其时间稳定性指标，减落因子Ｄ↓［Ｆ］小于２×１０↑［－６］。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种^/f寺机功耗FPT型宽温软磁铁氧体材料及其制备方 法，属于铁氧^J兹性材料
技术介绍
高新^兹性材料的主^支一一软磁铁氧体，是一种M十^iStit的基 础功能材料，已广泛应用于IT产业、汽车工业、航空^^领域、交通运输 部门、舰船和国防武器装备系统等几乎遍及国计民生的所有部门。为^Ji 述设备系统高效、稳定、可靠运行，材料电磁特性随温度的变化必须有效 控制，才能确保万无一失。现4镜信设备的户夕卜设施，如中继器、增音机、 微波接力站，海底电缆、光缆水下设备等，在无vU直守的情况下，必须保 证耐受严酷环境，几十年不出故障。这# #所^^1的元器件具有宽温、 低功耗、长寿命、高稳定性的优良特性。为iiSU以上目的，世蔣大铁氧"^^司争相^f^开发，^推出了各 种适销对路的产品，以满足不同用途的需要。如TDK公司，以功耗Pcv为改 进方向，近二十年来， 一代一代的 说，仏推出了 PC30—PC40—PC44— PC45、 46—PC47等材料，谷点温度的功^4tA錄初的600kw/m3渐次降^f寸 410kw/m3， 300kw/m3，直至250kw/m3。可惜常温功耗却没有多大改变，最低 值始^f呆持在600kw/m3左右。常温是所有监控设备、仪表电器长时间待机 状态的温度，如果其功耗P争低不下来，浪费的能源数量惊人。资料表明， ^ffe德国，每年的;f射;^剩乍功率损耗就ii^ 200亿KWh左右，这已相当于柏林市一年的电力需求。美国^^页布了相应';^见，限定时间减^^^几功耗。针对这一全球性的热门课题，德国EPCOS公司(原西门子铁氧体)2006年 6月推出了可降低开关电源4封几功耗的新型N51铁氧M料，遗感的是这种材料虽然把常温功津CH到小于407kw/m3，但高温却繊'j 700kw/W去了， 即高温功耗仍《睹TDK公司PC45、 PC46材料的通病。本专利技术使得25°C ~ 100。C宽温范围Pcv均小于400kw/m3,减落因子DF<2 x l(T,保证了磁芯长寿命工作而不至于过早失效；该材料在钟罩炉烧结可 达到宽温低于350kw/m3的指标，使其制iM本更低、品质更高，具有良好 的社会经济.效益，表1为本专利技术批量生产水平与N51材料性能比较。表l<table>table see original document page 6</column></row><table>中国专利申请(CN1'749209A)公开了一种高々^p磁通密度、^i员耗锰锌 铁氧体材料及其制备方法，它通过掺杂和工艺控制，得到了 100 kHz 200 mT 45。C时低于245 kw/m3的功诔沐1194A/m 50 mT 25。C时^^^^t密度高于535 mT的结果，但回避了高温棒性的介绍，显然其使用范围相当有限。再如中国专利申请(CN181071 OA)公开了 一种宽温且较高磁导率的锰锌 铁氧体及其制备方法，虽ii5ij了宽温低功耗目的，^L^用于通信领域重点 考量的时间稳定性一一比减落系数没有研究，因而也限制了其使用范围。
技术实现思路
本专利技术FPT宽温低功耗铁氧体与传统功率铁氧糾目比较，具有更高的 磁导率、更宽的^^1温度范围内功耗均衡的特点，还特别改善了时间稳定 性指标减落因子Dp指标，使得用户对器件失^f命能明确的估计。尤其是 处于祠^M犬态时常温功耗降低了 30%，用于LCD背光电源换流器和POP电 源变压器时，其能量转换效率提高约25%, #^只则减小1/3;用于汽车电子 时，当驱动负荷动作大小不同导致温度大幅变化时，这种宽温^^寿4f兹心 材料怍为首选，可对汽车电源的小型化、车#^量化和节约能源作出贡献。 该材料与日本TDK公司生产的PC40、 PC44、 PC47功率铁氧体材料比较，初 始磁导率Mi提高了 30%,常温功耗P争低了 30%;与德国EPCOS公司前不久 推出的N51 ^似封几功耗铁氧体新材料比较，高温功耗(工作状态)降低40%, 饱和磁通密度提高8%。同时还改善了时间稳定性指标比减落因子DF<2x 10—6，即磁心电感量的波动，20年^小于1%。为确保以上优异性能的实现，在技术工艺诸方面i^了有效措汔。众 所周知，锰#4失氧^#料的特点#>^:磁晶各向异性常数L具有极强的温度 ^J负性，其K厂T特性，也就是Ki值随温度的变化曲线通常者l^有正负变化 且穿过J:点的形态。零点附近材料的起始磁导率jUi具有极大值而功耗Pcv都具有极小值。这是因为)Lli与L有接狄比的关系，而各向异性常数(KJ和磁致伸缩常数(入s)趋向于零时磁心总损耗最小。对应这个极值的温度 点称为功耗的谷泉。宽温材料的技术关键IUL希望姊点的挣1"生扩充到全 温度段，也^A使K广T曲线和ja「T曲。if脉所要求的温度范围尽可能平缓，it^双峰形态出现。逸f^^求优 胜成分FeA， Mn304, ZnO三者配比，BH呆i財才料J4^兹特性夕卜，还4狩求第四种金属离子，控制磁晶各向异性常数K!的温度特性，使磁心损耗的主^^;分^翁带损库毛在宽温范围减小，同时通过各种微量成分的添加以及材料烧结温度、气#^(^^的最佳@洽，iiJ'J控制铁氧^f對J i吉构、晶粒尺寸、空位浓度和宏观密度的目的，从而减小涡-;u员4沐后效损耗。其创新点在于用来改变ji-T， KrT挣性的第四种金属离子(C(^或T广)带 来的负面影响必需寻找行之有效的微量元素与之中和或冲淡以致消除；欲 ii^宽温低功耗的全面优异的电磁I"生能，还必须精细调整预热、排胶、烧 结、,4^卩各段温度曲线和与之逸应的气氛，譬如初磨加钾，；M加钴及其 它抗箪Vf^4晉施等。碳酸钩在红粉砂磨时加入，经予财祐分解为氧化钓，这 样在黑叙、阡浆中7K溶，以氬氧化钩形式可充分*，且与添加物硅酸亲和 力更强。而对于氧^^来说，如果一次砂磨中添加，预^^H卩过程中部 分0)2+会被氧化为Co、从而以过剩的Co304 (尖晶石结构)形式和CoFeA 共溶，其中CoA只有在1400。C高温或者1200。C强ii^气氛下才能分解， 这##^^1后的铁氧"^#料存在不同程度的失钴，无法控制复合材料L的4hf尝岁t^，影响JLl-T形态，加之CO304的共^i会导致磁导率JLli下降。所以必须采.耳5Ln;W口钴4t^。本专利技术^t^^几功寿毛FPT型宽温软》兹,失氧^^才并^^兹芯，不同于普通功 率4失氧 #+的^:增加了时间稳定性指标减落因子Dp—项，橫^寻用户对器 件失效寿命能明确的估计。比如，FPT材料加工M效磁导率iae为2000 的变压器磁心，用户绕线、装配、老^JiJ^^L,整个过程若为两个月，那 么200个月以后，磁心绕组电感量的相对变化为<formula>formula see original document page 8</formula>即16年以后(200个月)，其变化量仅为8 x l(T3，这，缺,j^配方和 工艺中采^4絲，严格控制Fe2+离子^l:和02—离子空位浓度，进一步伊逸 添加物和烧结冷却气氛的氧分压。研究结果表明，减落在-2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低待机功耗ＦＰＴ型宽温软磁铁氧体材料，其主相为尖晶石结构，其特征是主成分含量以氧化物计算为：Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］为５２～５５ｍｏｌ％；ＺｎＯ为７～９ｍｏｌ％；其余为ＭｎＯ； 添加的第一辅助成分含量以氧化物计算为：ＣａＯ为０．０１ ｗｔ％～０．１ｗｔ％；ＳｉＯ↓［２］为０．００５ｗｔ％～０．０２ｗｔ％； 添加的第二辅助成分为以下氧化物中的一种或几种：Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］、Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］、Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］、ＺｒＯ↓［２］、Ｋ↓［２］Ｏ，添加量以氧化物 计算分别为０～０．２ｗｔ％，所述第二辅助成分的总量合计小于或等于０．３ｗｔ％； 添加的第三辅助成分含量以氧化物计算为：ＴｉＯ↓［２］为０．０５～１ｗｔ％；、Ｃｏ↓［２］Ｏ↓［３］为０．０５～１ｗｔ％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石炎，刘九皋，王修炜，顾骏，
申请(专利权)人：南京精研磁性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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