專利名稱：高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錳鋅鐵氧體及其制備方法，尤其涉及一種高直流疊加 特性MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法。
背親技術(shù)
隨著綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)、局域網(wǎng)(LAN)、寬域網(wǎng)(WAN)、背景照 明等領(lǐng)域的脈沖變壓器的飛速發(fā)展，在適合于LAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)脈沖變壓器使 用的鐵氧體材料需求也在日益增長(zhǎng)，LAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在尖端領(lǐng)域的應(yīng)用例如在 工業(yè)領(lǐng)域就需求溫度使用范圍在-4(TC到85'C。此類鐵氧體主要用于網(wǎng)絡(luò)通 信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器、網(wǎng)絡(luò)濾波器，包括有10/M、 100/M、 1000/M以太 網(wǎng)濾波器、變壓器，采用DMR73材料制造的高速局域網(wǎng)用寬溫環(huán)型變壓器 小磁環(huán)的100 Base-T脈沖變壓器在苛刻的工作環(huán)境下?lián)碛懈玫膫鬏斕?性，并能在相詞的驅(qū)動(dòng)條件下減少所需的線圈的匝數(shù)。
眾所周知，軟磁鐵氧體材料的性能往往會(huì)由于疊加電流磁化場(chǎng)而發(fā)生 顯著變化，最明顯的就是磁導(dǎo)率的變化，在有直流偏置場(chǎng)條件下，材料的 磁導(dǎo)率稱為增量磁導(dǎo)率。在較低直流疊加場(chǎng)下鐵氧體磁導(dǎo)率稍有增加，當(dāng)
直流場(chǎng)進(jìn)一步增大時(shí)磁導(dǎo)率持續(xù)減小，此時(shí)磁心趨近飽和狀態(tài)；在低場(chǎng)疊 加狀態(tài)下，外加磁化場(chǎng)H的增大會(huì)導(dǎo)致磁心磁通密度B的增大，當(dāng)H增大 到一定值時(shí)B停止增大，H超過(guò)這一定值將導(dǎo)致磁導(dǎo)率的下降，此時(shí)磁心趨 近飽和。因此磁心趨近飽和狀態(tài)就是推遲磁心的飽和磁化，即材料首先要 有高的飽和磁通密度；降低材料的剩余磁通密度Br是提高增量磁導(dǎo)率的必 要條件，因?yàn)檩^高的Bs和較低的Br使磁心的飽和磁滯回線向橫軸方向傾
斜，此時(shí)磁心飽和磁化需要更大的外加場(chǎng)，從而改善了材料的直流疊加特 性。而在一般現(xiàn)在所用的高速局域網(wǎng)小磁體所疊加電流都為小磁場(chǎng)，因此
Br對(duì)此類磁心的直流疊加影響最大。
現(xiàn)有技術(shù)中僅有一部分脈沖變壓器MnZn鐵氧體能在(TC 7(TC溫度范 圍內(nèi)使用，且該類鐵氧體在7(TC使用時(shí)，在直流疊加作用后電感值下降非 常快。隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，需要產(chǎn)品在更惡劣的環(huán)境下使用，特別 是在-40。C 85。C均具要有高的直流疊加電感值，但是現(xiàn)有的鐵氧體此寬溫 范圍內(nèi)不能滿足有高電感和良好的直流疊加性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的現(xiàn)有鐵氧體材料能滿足有高電感 和良好的直流疊加性能的寬溫范圍較窄小等的技術(shù)問(wèn)題；提供了一種設(shè)計(jì) 合理，能在較寬寬溫范圍內(nèi)滿足有高電感和良好的直流疊加性能的高直流 疊加MnZn髙磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法。
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的本發(fā)明 采用加入足夠蠹的Co203和Nb205的方法，降低磁心Br值，改善-40°C 85
t的溫度特性，提高直流疊加性能;本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案 解決的 一種高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法，該鐵氧體包 括如下按摩爾百分比的成分
Fe2O3: 52% 53%，
Mn203:27% 29%，
ZnO: 19% 20%。
在上述的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法還含有以下
按重量百分比的輔助成分中的二種或二種以上
CaCOs: 0. 005 0. 05 wt%，Ni0: 0. 01 0.2 wt%， V2。5: 0. 005 0. 05 wt%， Nb20s: 0.005 0. 05 wt%， Ta205: 0. 005 0. 05 wt%， Ti02: 0. 01 0. 2 wt%， Co203: 0. 05 0. 4 wt%。 本發(fā)明還提供一種高飽和磁通密度低損耗MnZn高u i鐵氧體的制備方 法，該方法由以下步驟組成
(1) 配料采用主要成分按摩爾重量百分比為Fe203: 52% 53%; MnO: 27% 29%; ZnO: 19% 20%進(jìn)行稱量，稱重后在砂磨機(jī)中加入去離子水進(jìn)行 砂磨，砂磨的時(shí)間為30 80分鐘；
(2) 噴霧造粒將混好的料漿經(jīng)過(guò)噴霧造粒，除去料漿中的水份制備 成顆粒料；
(3) 預(yù)燒將上述經(jīng)過(guò)混合后的顆粒料進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為75(TC 98(TC，預(yù)燒最高溫保持時(shí)間時(shí)間為0.2 3小時(shí)；
(4) 粉碎在上述預(yù)燒料中加入以下按重量百分比的輔助成分中的二 種或二種以上CaCOa: 0. 005 0. 05 wt%， NiO: 0. 01 0. 2wt%， V205: 0. 005 0.05 wt%， Nb20s: 0. 005 0. 05 wt%， Ta205: 0. 005 0. 05 wt%, Ti02: 0.01 0.2wt%， Co203: 0.05 0.4wt%，然后將粉料加入去離子 水或蒸餾水后放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，制備成料漿；
(5) 噴霧造粒和成型將上述粉碎的料漿在離心噴霧塔中進(jìn)行離心噴 霧造粒，噴霧造粒制成粒徑為50 500u m的顆粒，然后成型成各類小磁環(huán)；
(6) 燒結(jié)將上述成型后的坯件進(jìn)行在1320。C 1350。C的范圍下進(jìn)行 燒結(jié)，燒結(jié)后即形成高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法；
在上述的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法的制備方法 中，在步驟(4)中所述料槳中固態(tài)懸浮物的平均粒度為0.9 1.15um，粉 碎后的粉料中Si02的重量百分含量為0. 005 0. 023wt%。
在上述的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法的制備方法 中，在步驟(6)中所述的燒結(jié)過(guò)程是在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w的環(huán)境進(jìn)行， 其中在燒結(jié)過(guò)程中的保溫段氧分壓的范圍為4 7%。
因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)-
采用加入足夠量的C02O3和Nb20s的方法，降低磁心Br值，改善-40°C 85'C的溫度特性，提高直流疊加性能；
通過(guò)以上方法制備出的材料在f=100KHz、 H=30A/m條件下磁心在-40 "C 85T:溫度范圍內(nèi)有如下良好的u A性能
li A 〉3250 (-40。C); y A 〉3750 (25°C); U A 〉2850 (85°C)。 總之，本發(fā)明具有寬頻范圍插入損耗低、電感量高、漏感小、直流偏 置特性好等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例1 :
(1)配料采用主要成分按摩爾重量百分比為Fe203: 52% 53%; Mn0: 27% 29%; Zn0: 19% 20%進(jìn)行稱量，稱重后在混料機(jī)中加入去離子水進(jìn)行 混合破碎，制備成料漿，混合后的料的粒度控制在0.6 1.5lim; (2)噴霧 造粒將混好的料漿經(jīng)過(guò)噴霧造粒，除去料漿中的水份制備成顆粒料；(3)
預(yù)燒將上述經(jīng)過(guò)混合好的顆粒迸行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為75(TC 98(TC，預(yù) 燒時(shí)間為1 9小時(shí)；(4)粉碎在上述預(yù)燒料中加入以下按重量百分比的
輔助成分中的二種或二種以上CaC0s: 0.005 0.05 wt%， Ni0: 0. 01 0. 2 wt%， V2O5: 0.005 0. 05 wt%， Nb2。s: 0. 005 0. 05 wt%， Ta205: 0. 005 0.05 wt%， Ti02: 0. 01 0.2 wt%， C。2。3: 0. 05 0. 4 wt%，然后將粉料 加入去離子水后放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，制備成料漿，料漿中固態(tài)懸浮物 的平均粒度為0.9 1.15um; (5)噴霧造粒和成型將上述的料漿在噴霧 塔中進(jìn)行噴霧造粒，噴霧造粒制成粒徑為50 500pm的顆粒，然后成型為 具有一定形狀的坯件；(6)燒結(jié)將上述成型后的坯件進(jìn)行在132(TC 1400 'C的范圍下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)過(guò)程是在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w環(huán)境進(jìn)行，其 中其中在燒結(jié)過(guò)程中的保溫段氧分壓的范圍為4 7%，燒結(jié)后即形成高 直流疊加toZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法。
本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā) 明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改 或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附 權(quán)利要求書所定義的范圍。
盡管對(duì)本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說(shuō)明并引證了一些具體實(shí)例，但是對(duì)本 領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，只要不離開(kāi)本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或 修正是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體，其特征在于該鐵氧體包括如下按摩爾百分比的成分Fe2O352％～53％，Mn2O327％～29％，ZnO19％～20％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體，其特征在 于，所述的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體還含有以下的成分中的二種或 二種以上CaCOs: 0. 005 0. 05 wt%， Ni0: 0. 01 0. 2 wt%， VsOs: 0. 005 0. 05 wt%， Nb20s: 0. 005 0. 05 wt%， Ta205 : 0. 005 0. 05 wt%， Ti02: 0. 01 0. 2 wt%， Co20s: 0. 05 0. 4 wt%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的髙直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體，其特征在 于，所述的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體在f400KHz、 H=30A/m條件下 磁心在-40t: 85'C溫度范圍內(nèi)有如下良好的u A性能U A 〉3250 (-40。C)， UA>3750 (25°C)， li A>2850 (85。C)。
4. 一種高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體的制備方法，其特征在于工藝 過(guò)程為-(1) 配料采用主要成分按摩爾重量百分比為Fe203: 52% 53%， MnO: 27% 29%， ZnO: 19% 20%進(jìn)行稱量，稱重后在混料機(jī)中加入去離子水或蒸 餾水進(jìn)行混料破碎，混合后的料的粒度控制在0. 6 1. 5 u m;(2) 噴霧造粒將混好的料漿經(jīng)過(guò)噴霧造粒，除去料漿中的水份制備 成顆粒料；(3) 預(yù)燒將上述噴霧好的顆粒料進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為75(TC 980 'C，預(yù)燒最高溫保持時(shí)間時(shí)間為0.2 3小時(shí)；(4) 粉碎在上述預(yù)燒料中加入以下按重量百分比的輔助成分中的二 種或二種以上CaC03 : 0.005 0.05 wt%， NiO: 0.01 0.2wt%， V2O5: 0. 005 0. 05 wt%， Nb2。5: 0. 005 0. 05 wt%, Ta205: 0. 005 0. 05 wt%, Ti02: 0.01 0.2wt%， Co20s: 0.05 0.4wt%，然后將粉料加入去離子 水或蒸餾水后放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，制備成料漿；(5) 噴霧造粒和成型將上述料漿在離心噴霧塔中進(jìn)行離心噴霧造粒， 噴霧造粒制成粒徑為50 500 p m的顆粒，然后成型為具有一定形狀的坯件；(6) 燒結(jié)將上述成型后的坯件進(jìn)行在1320。C 140(TC的范圍下進(jìn)行 燒結(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體的制備方 法，其特征在于，所述的步驟(4)中所述料漿中固態(tài)懸浮物的平均粒度為 0. 9 1.15 u m。粉碎后的粉料中SiO2的重量百分含量為0. 005 0. 023wt%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體的制備方法，其特征在于，所述的步驟(6)中的燒結(jié)過(guò)程是在氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚?體環(huán)境進(jìn)行，其中在燒結(jié)過(guò)程中的保溫段氧分壓的范圍為氧分壓的范圍 為4 7%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錳鋅鐵氧體及其制備方法，尤其涉及一種高直流疊加特性MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法。本發(fā)明主要是提供了一種設(shè)計(jì)合理，能在較寬寬溫范圍內(nèi)滿足有高電感和良好的直流疊加性能的高直流疊加MnZn高磁導(dǎo)率鐵氧體及其制備方法。本發(fā)明主要技術(shù)方案為加入足夠量的Co₂O₃和Nb₂O₅的方法，降低磁心Br值，改善-40℃～85℃的溫度特性，提高直流疊加性能，該鐵氧體包括如下按摩爾百分比的成分Fe₂O₃52％～53％，Mn₂O₃27％～29％，ZnO19％～20％。
文檔編號(hào)H01F1/11GK101183581SQ20061015558
公開(kāi)日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者劉志堅(jiān), 煜 周 申請(qǐng)人:橫店集團(tuán)東磁股份有限公司