一种宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯及其制备方法，属于半导体磁性材料技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体磁性材料
，具体涉及一种宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着电子器件小型化和高效化，对应用其中的变压器的小型与高效化的要求也越来越高
。
这些要求都促使对软磁铁氧体的研究不断向前发展，优良的软磁铁氧体研究具有高磁导率，高饱和磁感应强度，低功耗的一项或多项要求，其中对于宽温下具有高饱和磁感应强度低功耗锰锌功率铁氧体成为研究开发的热点，例如汽车电子器件中用的变压器磁芯，因为工作条件恶劣，除了要求高温低功耗以外，还要求高温下能保持高饱和磁感应强度
Bs。
宽温高
Bs
铁氧体材料是指在
‑
40
‑
120℃
下
Bs≥440mT
的锰锌功率铁氧体材料，其饱和磁感应强度
Bs
越高，则磁芯处于正常工作状态时越不容易饱和
。
磁芯工作在高饱和磁感应强度下，虽然这样降低了铜线绕组功耗，但会导致铁氧体磁芯的功耗急剧增大，绕组功耗的降低远不能抵偿磁芯材料功耗的增加
。
所以，通过以低的交流励磁电平代替高的励磁电平激励元件，让磁芯工作在可用磁感应强度，而不是硬饱和状态，一般采用的工作磁感应强度为饱和磁感应强度的
80
％
。
以避免饱和磁感应强度处于磁滞回线非线性区域时导致磁导率陡直下降，磁芯绕组因阻抗降低而恶性发热甚至烧毁
。
高温
Bs
的提高，不仅仅是为了传输更大的功率，同时还可以大大改善磁导率的直流叠加特性
。
因此研制宽温高饱和磁感应强度低功耗铁氧体材料，是电子信息产业不断向前发展的需要
。
[0003]目前对于宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体的研究并不多，例如，中国专利申请
CN108275994B
，其公开了一种宽温低功耗高直流叠加特性锰锌铁氧体材料，包括：包括主体组分和掺杂组分；所述掺杂组分占主体组分总质量的
1.5
～
2.5
％；主体组分包括
Fe2O365.5
～
68.9wt
％
、ZnO3.5
～
3.9wt
％，余量为
Mn3O4，总量为
100
％；掺杂组分包括
CaCO3、SiO2、FeO、MoO3、Nb2O5、Ta2O5、ZrO2、Co2O3、K2CO3和
Li2CO3。
中国专利申请
CN 105565790A
，其公开了一种
YR950
宽温高直流叠加低功耗锰锌铁氧体材料及其制备方法
。
锰锌铁氧体材料中的主料成分为由
53
‑
56mol
％的
Fe2O3、3
‑
9mol
％
ZnO
和
(38
‑
41mol
％
)
的
MnO
组成，添加的第一辅助成分是按
CaCO3计算为
0.02wt
％
‑
0.1wt
％和按
SiO2计算为
0.005wt
％
‑
0.02wt
％；作为第二辅助成分按
V2O5、Nb2O5、Ta2O5、ZrO2、K2CO3、Li2CO3计算约为0‑
0.2wt
％和第三辅助成分按
TiO2、NiO、Co2O3计算约为
0.05
‑
1.5wt
％
。
[0004]但是现有技术中这些铁氧体的制备工艺复杂，且使用温度范围略窄，无法满足实际使用的需求，且功耗也处于较高的水平，铁氧体性能并未得到有效的提升
。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种功耗更低
、
综合性能较好的宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯及其制备方法
。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯，包括主体氧化物成分和辅助氧化物成分，所述辅助氧化物成分占主体氧化物成分总质量的
0.5
‑1％；所述主体氧化物成分包括以下质量百分比的原料制备而成：
Fe2O355
‑
60
％
、ZnO5
‑8％
、CaCO30.1
‑
0.3
％
、SiO20.001
‑
0.005
％，余量为
MnO
，以
100
％计；所述辅助氧化物成分包括
V2O5、Nb2O5、Ta2O5、ZrO2、TiO2&Co2O3纳米颗粒，辅助氧化物成分各原料质量比为
3:2:2:0.5:(0.1
‑
0.5)。
[0008]进一步的，所述
Fe2O3的纯度不低于
98
％
。
[0009]进一步的，所述
TiO2&Co2O3纳米颗粒的制备方法为：
[0010](1)
将以聚乙二醇为溶剂，将
1.5mmol
六水合硝酸钴加入
20mL
聚乙二醇中进行混合，并使之完全溶解，获得钴分散液；
[0011](2)
取
10mL
钴分散液，加入1‑
3mL
双氧水，待搅拌均匀后，再将3‑
5mL
钛酸四丁酯以滴加方式加入其中继续搅拌，待溶液搅拌至透明，将其转移至反应釜中，在
100
‑
250℃
下反应
[0012]10
‑
20h
；
[0013](3)
将反应液冷却至室温，收集沉淀物，洗涤并离心，干燥后置于于
500
‑
700℃
烧结，得到
TiO2&Co2O3纳米颗粒
。
[0014]更进一步的，步骤
(3)
烧结时间为1‑
2h。
[0015]一种宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯的制备方法，包括以下制备步骤：
[0016](1)
一次球磨：将主体氧化物成分置于球磨机中，加入其
1.5
倍重量的去离子水，混合球磨
5h
，得主体氧化物混合浆料；
[0017](2)
预烧：将主体氧化物混合浆料进行预烧，得到预烧结料；
[0018](3)
制备
TiO2&Co2O3纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯，其特征在于，包括主体氧化物成分和辅助氧化物成分，所述辅助氧化物成分占主体氧化物成分总质量的
0.5
‑1％；所述主体氧化物成分包括以下质量百分比的原料制备而成：
Fe2O355
‑
60
％
、ZnO5
‑8％
、CaCO30.1
‑
0.3
％
、SiO20.001
‑
0.005
％，余量为
MnO
，以
100
％计；所述辅助氧化物成分包括
V2O5、Nb2O5、Ta2O5、ZrO2、TiO2&Co2O3纳米颗粒，辅助氧化物成分各原料质量比为
3:2:2:0.5:(0.1
‑
0.5)。2.
根据权利要求1所述宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯，其特征在于，所述
Fe2O3的纯度不低于
98
％
。3.
根据权利要求1所述宽温高直流低功耗的锰锌铁氧体磁芯，其特征在于，所述
TiO2&Co2O3纳米颗粒的制备方法为：
(1)
将以聚乙二醇为溶剂，将
1.5mmol
六水合硝酸钴加入
20mL
聚乙二醇中进行混合，并使之完全溶解，获得钴分散液；
(2)
取
10mL
钴分散液，加入1‑
3mL
双氧水，待搅拌均匀后，再将3‑
5mL
钛酸四丁酯以滴加方式加入其中继续搅拌，待溶液搅拌至透明，将其转移至反应釜中，在
100
‑
250℃
下反应
10
‑
20h
；
(3)
将反应液冷却至室温，收集沉淀物，洗涤并离心，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大飞，辛本奎，陈华宾，伊玉翔，王文彬，吴飞，张庆吉，
申请(专利权)人：山东春光科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：