專利名稱：一種節(jié)能照明用錳鋅軟磁鐵氧體材料及所得磁芯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵氧體材料及所得磁芯的制備方法，尤 其涉及一種應(yīng)用于節(jié)能照 明寬溫度穩(wěn)定型的錳鋅軟磁鐵氧體材料及所得磁芯的制備方法。
背景技術(shù)：
節(jié)能燈用MnZn軟磁鐵氧體材料是功率鐵氧體材料的一種，是近兩年興起的、高性 能高附加值的新型軟磁材料，主要應(yīng)用于一體化節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器中脈沖驅(qū)動變壓器，其 技術(shù)含量高，制造難度大，各項(xiàng)電磁性能要求高，一般在市場中，很多客戶都采用一些通用 型的軟磁材料來制作驅(qū)動變壓器，如PC40、PC44類材料，這在具體應(yīng)用實(shí)踐中電磁性能并 不盡如人意。目前，錳鋅軟磁鐵氧體材料以低功耗、高導(dǎo)類為主，低功耗材料溫度曲線二峰 一般在100°C左右，在0 100°C μ i溫度曲線為正溫度系數(shù)，100°C 180°C μ i溫度曲線 為負(fù)溫度系數(shù)，180°C到居里溫度點(diǎn)(一般為230°C)為正溫度系數(shù)。該類材料以其低功耗 特性應(yīng)用于照明、開關(guān)電源領(lǐng)域，制作電子鎮(zhèn)流器等。高導(dǎo)類材料溫度曲線二峰一般在25°C 左右，在0 25°C yi溫度曲線為正溫度系數(shù)，25°C 80°C μ i溫度曲線為負(fù)溫度系數(shù)， 80°C到居里溫度點(diǎn)(一般為120°C)為正溫度系數(shù)。該類材料磁芯以其高起始磁導(dǎo)率特性 應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通訊、電源領(lǐng)域，制作共模濾波器、寬帶電壓器、電感器等。這兩類材料都沒有穩(wěn) 定的yi溫度曲線，在不同溫度下yi差異很大，不能滿足節(jié)能照明領(lǐng)域yi溫度穩(wěn)定的高 質(zhì)量要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種適合于節(jié)能照明領(lǐng)域的軟磁鐵氧體材料， 此材料具有很好的驅(qū)動特性以及與晶體管相匹配的溫度系數(shù)。本發(fā)明需解決的另外一個(gè)技 術(shù)問題是提供一種節(jié)能照明用錳鋅軟磁鐵氧體磁芯的制備方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種節(jié)能照明用錳鋅 軟磁鐵氧體材料，主成份按摩爾份計(jì)氧化鐵Fe20350. 5 55. 5% mol%、四氧化三錳 Mn30434. 5 38. 3mol %、余量基本為氧化鋅。它還包括A、B 二組輔助料，所述的A組輔助料 是重量百分含量為50 500ppm的CaC03、SiO2中一種或兩種，所述的B組輔助料組成是重 量百分含量為100 2000ppm的Bi203、Nb205、V205、Al2O3中的一種或兩種。進(jìn)一步在上述節(jié)能照明錳鋅軟磁鐵氧體材料中，它還包括C組輔助料，所述的C 組輔助料組成是重量百分含量為100 5000ppm的Ti02、Mg0、Co3O4中的一種或兩種。用上述節(jié)能照明錳鋅軟磁鐵氧體材料所得磁芯的制備方法，包括一次配料、一次 球磨、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、噴霧造粒得到顆粒料、壓制成生坯、生坯燒結(jié)步驟，所述的 生坯燒結(jié)是將生坯放到2 8WT%的氧含量的氣氛中以1300 1450°C高溫下進(jìn)行保溫?zé)?結(jié)。該制備方法工藝穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低。眾所周知，節(jié)能燈正常工作時(shí)，其內(nèi)部溫度一般是100°C左右，此時(shí)磁環(huán)驅(qū)動的晶體管電流會比常溫增大10% 15%。在常溫至100°C溫度區(qū)間，若脈沖驅(qū)動變壓器所使用 磁環(huán)的磁導(dǎo)率的溫度特性也是正溫度系數(shù)，將會與晶體管電流增益的正溫度系數(shù)形成惡性 疊加，會使節(jié)能燈具的電流較大幅度地增加，有可能導(dǎo)致燈的工作功率超出設(shè)計(jì)上限，上述 節(jié)能照明錳鋅軟磁鐵氧體材料應(yīng)用于脈沖驅(qū)動變壓器磁環(huán)的磁導(dǎo)率從負(fù)溫到120°C具有一 定的負(fù)溫度系數(shù)，與晶體管的電流增益正溫度系數(shù)相抵消，這樣就大大穩(wěn)定了燈的工作電 流和功率，該特點(diǎn)的另一個(gè)作用是由于其負(fù)溫的磁導(dǎo)率比100°C的要高，磁環(huán)脈沖驅(qū)動變壓 器在寒冷的季節(jié)也具有高的“推力”，使燈管在不同地域、不同季節(jié)的全溫度范圍內(nèi)都能容 易啟動及功率都處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。它具有以下優(yōu)異特性居里溫度Tc彡190°C;飽和磁通密 度Bs 25°C，45kHz、100A/m時(shí)彡 400mT ；矩形比Br/Bs 25°C、100°C，45kHz、100A/m 時(shí)彡 50% ； 初始磁導(dǎo)率μ i = 2000士25% ；磁導(dǎo)率從-10°C至120°C具有負(fù)的溫度系數(shù)，二峰位置小 于-10°C。該材料通過配方與輔助材料的合理搭配，使磁芯在高低溫條件下具有高的矩形 比，同時(shí)其磁導(dǎo)率溫度曲線從-10°C至120°C具有負(fù)的溫度系數(shù)，在高低溫的情況下具有很 好的驅(qū)動特性。


圖1是實(shí)施例1磁芯的溫度磁導(dǎo)率特性；圖2是實(shí)施例2磁芯的溫度磁導(dǎo)率特性；圖3是實(shí)施例3磁芯的溫度磁導(dǎo)率特性；
具體實(shí)施例方式以下的實(shí)施例是以舉例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，因此，不應(yīng)該構(gòu)成對本發(fā)明范圍的 限制。特別是輔助氧化物的選擇并不導(dǎo)致磁芯特性的實(shí)質(zhì)性差異，僅屬因地因事而異的區(qū) 另|J，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述，首先，簡述本發(fā)明方法的基本方案一 種節(jié)能照明用錳鋅軟磁鐵氧體材料，主成份按摩爾份計(jì)氧化鐵Fe20350. 5 55. 5%mol%, 四氧化三錳Mn30434. 5 38. 3mol %、余量基本為氧化鋅。它還包括A、B 二組輔助料，所述 的A組輔助料是重量百分含量為50 500ppm的CaC03、SiO2中一種或兩種，所述的B組輔 助料組成是重量百分含量為100 2000ppm的Bi203、Nb205、V205、Al2O3中的一種或兩種。實(shí)施例1按Fe2O3 MnO ZnO = 52. 2 37. 5 10. 3 的配方進(jìn)行一次配料，其中 Fe2O3 采 用德國蒂森克虜伯鐵紅，純度> 99. 3wt%, MnO折算成Mn3O4，使用湖南金瑞的高純Mn3O4，純 度彡98. 8wt%, ZnO采用浙江海門的ZnO，間接法，純度彡99. 7wt%。將三種原材料倒入攪 拌罐中，加入分散劑和去離子水，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌靹颍M(jìn)行一次球磨，球磨2 6小時(shí)。進(jìn)行 噴霧干燥，并進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為80(T96(TC，預(yù)燒時(shí)間為30 90分鐘，得到了預(yù)燒料。 預(yù)燒料進(jìn)行二次配料，投入球磨機(jī)進(jìn)行二次球磨，加入A、B輔料，所述的A組輔助料是重量 百分含量為50 500ppm的CaC03、SiO2中一種或兩種，所述的B組輔助料組成是重量百分 含量為100 2000ppm的Bi203、Nb205、V205、Al203中的一種或兩種，加入去離子水，分散劑及 適量的消泡劑，球磨2 5小時(shí)，得到黑色的料漿。將料漿泵入攪拌罐中，再進(jìn)行噴霧造粒， 控制出口溫度在80 120°C，得到了顆粒料。將顆粒加入有機(jī)脫模劑和適當(dāng)?shù)乃郑M(jìn)行充 分混合后，然后用壓機(jī)進(jìn)行壓制成圓環(huán)形生坯。將生坯放入有氮?dú)獗Ｗo(hù)的推板窯中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度為1280 1360°C，得到了 T25圓環(huán)-1。圓環(huán)-1的初始磁導(dǎo)率及磁導(dǎo)率 溫度曲線用Agilent4284A進(jìn)行測量(測試條件為10KHZ、250mV)，飽和磁通密度用日本巖崎 科技的B-H回線儀進(jìn)行測量(測試條件為45KHZ、90A/m)，測試結(jié)果如表1和圖1所示。
實(shí)施例2按Fe2O3 MnO ZnO = 53. 2 38 10. 3mol 的配方進(jìn)行一次配料，其中 Fe2O3 采用德國蒂森克虜伯鐵紅，純度彡99. 3wt%，MnO折算成Mn3O4，使用湖南金瑞的高純Mn3O4， 純度彡98. 8wt %，ZnO采用浙江海門的ZnO間接法，純度彡99. 7wt %。將三種原材料倒入 攪拌罐中，加入分散劑和去離子水，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌靹?，進(jìn)行一次球磨，球磨2 6小時(shí)。進(jìn) 行噴霧干燥，并進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為80(T96(TC，預(yù)燒時(shí)間為30 90分鐘，得到了預(yù)燒料。 預(yù)燒料進(jìn)行二次配料，投入球磨機(jī)進(jìn)行二次球磨，加入A、B輔料，所述的A組輔助料是重量 百分含量為50 500ppm的CaC03、SiO2中一種或兩種，所述的B組輔助料組成是重量百分 含量為100 2000ppm的Bi203、Nb205、V205、Al203中的一種或兩種，加入去離子水，分散劑及 適量的消泡劑，球磨2 5小時(shí)，得到黑色的料漿。將料漿泵入攪拌罐中，再進(jìn)行噴霧造粒， 控制出口溫度在80 120°C，得到了顆粒料。將顆粒加入有機(jī)脫模劑和適當(dāng)?shù)乃?，進(jìn)行充 分混合后，然后用壓機(jī)進(jìn)行壓制成圓環(huán)形生坯。將生坯放入有氮?dú)獗Ｗo(hù)的推板窯中進(jìn)行高 溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度為1280 1360°C，得到了 T25圓環(huán)-2。圓環(huán)-1的初始磁導(dǎo)率及磁導(dǎo)率 溫度曲線用Agilent4284A進(jìn)行測量(測試條件為10KHZ、250mV)，飽和磁通密度用日本巖崎 科技的B-H回線儀進(jìn)行測量(測試條件為45KHZ、90A/m)，測試結(jié)果如表1和圖2所示。實(shí)施例3按Fe2O3 MnO ZnO = 54. 2 37. 5 10. 3mol % 的配方進(jìn)行一次配料，其中 Fe2O3采用德國蒂森克虜伯鐵紅，純度彡99. 3wt%, MnO折算成Mn3O4，使用湖南金瑞的高純 Mn3O4,純度彡98. 8wt %，ZnO采用浙江海門的ZnO，間接法，純度彡99. 7wt %。將三種原材 料倒入攪拌罐中，加入分散劑和去離子水，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌靹?，進(jìn)行一次球磨，球磨2 6小 時(shí)。進(jìn)行噴霧干燥，并進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為800 960°C，預(yù)燒時(shí)間為30 90分鐘，得到 了預(yù)燒料。預(yù)燒料進(jìn)行二次配料，投入球磨機(jī)進(jìn)行二次球磨，加入A、B、C輔料，所述的A組 輔助料是重量百分含量為50 500ppm的CaC03、SiO2中一種或兩種，所述的B組輔助料組 成是重量百分含量為100 2000ppm的Bi203、Nb2O5, V2O5, Al2O3中的一種或兩種，所述的C 組輔助料組成是重量百分含量為100 5000ppm的TiO2、MgCKCo3O4中的一種或幾種。再加 入去離子水，分散劑及適量的消泡劑，球磨2 5小時(shí)，得到黑色的料漿。將料漿泵入攪拌 罐中，再進(jìn)行噴霧造粒，控制出口溫度在80 120°C，得到了顆粒料。將顆粒加入有機(jī)脫模 劑和適當(dāng)?shù)乃?，進(jìn)行充分混合后，然后用壓機(jī)進(jìn)行壓制成圓環(huán)形生坯。將生坯放入有氮?dú)?保護(hù)的推板窯中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度為1280 1360°C，得到了 T25圓環(huán)-3。圓環(huán)-1 的初始磁導(dǎo)率及磁導(dǎo)率溫度曲線用Agilent4284A進(jìn)行測量(測試條件為10KHZ、250mV)，飽 和磁通密度用日本巖崎科技的B-H回線儀進(jìn)行測量(測試條件為45KHZ、90A/m)，測試結(jié)果 如表1和圖3所示。表1:
權(quán)利要求
一種節(jié)能照明用錳鋅軟磁鐵氧體材料，主成份按摩爾份計(jì)氧化鐵Fe2O3 50.5～55.5％mol％、四氧化三錳Mn3O4 34.5～38.3mol％、余量基本為氧化鋅；它還包括A、B二組輔助料，所述的A組輔助料是重量百分含量為50～500ppm的CaCO3、SiO2中一種或兩種，所述的B組輔助料組成是重量百分含量為100～2000ppm的Bi2O3、Nb2O5、V2O5、Al2O3中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能照明錳鋅軟磁鐵氧體材料，其特征在于它還包括C組 輔助料，所述的C組輔助料組成是重量百分含量為100 5000ppm的Ti02、MgO、Co3O4中的 一種或幾種。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能照明錳鋅軟磁鐵氧體材料及所得磁芯的制備 方法，包括一次配料、一次球磨、預(yù)燒、二次配料、二次球磨、噴霧造粒得到顆粒料、壓制成生 坯、生坯燒結(jié)步驟，其特征在于所述的生坯燒結(jié)是將生坯放到2 氧含量的氣氛 中以1300 1450°C高溫下進(jìn)行保溫?zé)Y(jié)。
全文摘要
一種節(jié)能照明用錳鋅軟磁鐵氧體材料及所得磁芯的制備方法，在軟磁鐵氧體材料中，主成份按摩爾份計(jì)氧化鐵Fe2O3 50.5～55.5％mol％、四氧化三錳Mn3O4 34.5～38.3mol％、余量基本為氧化鋅。它還包括A、B二組輔助料，所述的A組輔助料是重量百分含量為50～500ppm的CaCO3、SiO2中一種或兩種，所述的B組輔助料組成是重量百分含量為100～2000ppm的Bi2O3、Nb2O5、V2O5、Al2O3中的一種或幾種。用該材料所得的磁芯在高低溫條件下具有高的矩形比，同時(shí)其磁導(dǎo)率溫度曲線從-10℃至120℃具有負(fù)的溫度系數(shù)，在高低溫的情況下具有很好的驅(qū)動特性。
文檔編號C04B35/26GK101863656SQ20091021448
公開日2010年10月20日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者周鋒, 姚木有, 林慶培, 王京平, 王宏, 王治群, 胡春元, 胡永清, 蔣勝勇, 賴永學(xué), 陶超 申請人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司;廣東肇慶微碩電子有限公司;肇慶海特電子有限公司