一种高性能锰锌铁氧体材料、铁氧体磁芯及其烧结方法与流程

文档序号:34448284发布日期:2023-06-13 12:30阅读:133来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统锰锌铁氧体在宽温宽频下损耗高、磁导率不足的问题,通过优化主成分(Fe₂O₃/MnO/ZnO)配比及添加Nb₂O₅等副成分,结合高温预烧、球磨掺杂等工艺,显著提升磁芯初始磁导率(>3400)并降低功耗(<300kW/m³),实现宽温区(25-120℃)高性能应用。
关键词:锰锌铁氧体材料,烧结工艺

本发明涉及电源变压器,特别是涉及一种高性能锰锌铁氧体材料、铁氧体磁芯及其烧结方法。


背景技术:

1、电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,作为一种主要的软磁电磁元件,在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。根据传送功率的大小,电源变压器可以分为几档:10kva以上为大功率,10kva-0.5kva为中功率,0.5kva-25va为小功率,25va以下为微功率。传送功率不同,电源变压器的设计也不一样,应当是不言而喻的。根据高频电源变压器的设计要求,选择软磁材料本来应当是设计程序的第一项。本发明是为了提高磁芯初始磁导率而提供的一种新的方案。


技术实现思路

1、本发明旨在提供一种高性能锰锌铁氧体材料、铁氧体磁芯及其烧结方法。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高性能锰锌铁氧体材料,该铁氧体材料包括主成分和副成分,所述主成分包括氧化铁、氧化锰、氧化锌,所述副成分包括铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物、钙氧化物、活性剂。

3、作为本发明更进一步地,所述氧化铁、氧化锰、氧化锌以各自标准物计的摩尔百分比含量为fe2o3:53-55mol%、mno:34-37mol%、zno:8-10mol%。

4、作为本发明更进一步地,所述铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物以其标准物计的重量百分比含量为nb205:0.003-0.006wt%、v205:0.005-0.008wt%、tio2:0.005-0.20wt%、co2o3:0.25-0.40wt%。

5、作为本发明更进一步地,所述铁氧体材料在f<10khz,bs<0.25mt时,居里温度大于240℃,密度>4.9×103kg/m3;在100℃温度条件下饱和磁通密度bs为450mt。

6、一种高性能锰锌铁氧体材料的烧结方法,包括以下步骤:

7、1)混料,将氧化铁、氧化锰、氧化锌按配比混合均匀;

8、2)造球,将步骤1)混合均匀的中间料进行造球,球径控制在5±2mm;

9、3)高温预烧,将步骤2)的中间产物球体在950-1050℃高温下预烧,预烧时间为3-5h;

10、4)球磨掺杂,按比例取铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物,并与步骤3)预烧后的主成分粉料进行球磨,球磨时间15-18h,转速200-220rpm,得到掺杂料浆;

11、5)掺胶造粒,向上述步骤4)所得的掺杂料浆内加入聚乙烯醇,使掺杂料浆与聚乙烯醇混合均匀,得到掺胶料浆;

12、6)喷雾造粒,将步骤5)所得的掺胶料浆经过喷雾造粒,满足松装比重、颗粒分布、流动角、含水量参数,得到中间粉体;

13、7)压制成型,将上述步骤6)所得的中间粉体压制成坯件,压模压力300-400mpa,保压5-10s;

14、8)烧结成型,将步骤7)所得压制的坯件,在钟罩炉烧结,烧结温度为1280-1320℃,升降温速度40-60℃/h,保温时间6-8h,保温阶段氧分压控制在3-4%,烧结后坯料随炉冷却,冷却温速度60-80℃/h。

15、作为本发明更进一步地,所述磁芯在温度25℃,f<10khz,bs<0.5mt时,具有>3400起始磁导率。

16、作为本发明更进一步地,所述磁芯在f<100khz,bs<200mt,温度区域25℃-120℃内的功耗值pv均在300kw/m3以下。

17、本发明的有益效果如下:

18、本发明高性能锰锌铁氧体材料具有宽温、宽频、超低损耗,采用主成分为氧化铁、氧化锰、氧化锌,副成分包括铋氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物、钙氧化物、铅氧化物,经过混料、造球、高温预烧、球磨掺杂、掺胶造粒、喷雾造粒、压制成型、烧结成型步骤制得的磁芯,具有较高的初始磁导率。

19、在25~120℃温度范围内的功耗值pv低于300kw/m3,功耗曲线平缓,高bs特性,能更好地满足大功率电源变压器设计的性能和成本需要。



技术特征:

1.一种高性能锰锌铁氧体材料,其特征在于:该铁氧体材料包括主成分和副成分,所述主成分包括氧化铁、氧化锰、氧化锌,所述副成分包括铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物、钙氧化物、活性剂。

2.根据权利要求1所述的高性能锰锌铁氧体材料,其特征在于:所述氧化铁、氧化锰、氧化锌以各自标准物计的摩尔百分比含量为fe2o3:53-55mol%、mno:34-37mol%、zno:8-10mol%。

3.根据权利要求1所述的高性能锰锌铁氧体材料,其特征在于:所述铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物以其标准物计的重量百分比含量为nb205:0.003-0.006wt%、v205:0.005-0.008wt%、tio2:0.005-0.20wt%、co2o3:0.25-0.40wt%。

4.根据权利要求1所述的高性能锰锌铁氧体材料,其特征在于:所述铁氧体材料在f<10khz,bs<0.25mt时,居里温度大于240℃,密度>4.9×103kg/m3;在100℃温度条件下饱和磁通密度bs为450mt。

5.如权利要求1所述的高性能锰锌铁氧体材料的烧结方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.利用权利要求5所述的烧结方法制造的铁氧体磁芯,其特征在于:所述磁芯在温度25℃,f<10khz,bs<0.5mt时,具有>3400起始磁导率。

7.利用权利要求5所述的烧结方法制造的铁氧体磁芯,其特征在于:所述磁芯在f<100khz,bs<200mt,温度区域25℃-120℃内的功耗值pv均在300kw/m3以下。


技术总结
本发明公开了一种高性能锰锌铁氧体材料,该铁氧体材料包括主成分和副成分,所述主成分包括氧化铁、氧化锰、氧化锌,所述副成分包括铌氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物、钙氧化物、活性剂。本发明高性能锰锌铁氧体材料具有宽温、宽频、超低损耗,采用主成分为氧化铁、氧化锰、氧化锌,副成分包括铋氧化物、钒氧化物、钛氧化物、钴氧化物、钙氧化物、铅氧化物,经过混料、造球、高温预烧、球磨掺杂、掺胶造粒、喷雾造粒、压制成型、烧结成型步骤制得的磁芯,具有较高的初始磁导率。

技术研发人员:徐宸,颜茂山,王亮,刘华,校荣升
受保护的技术使用者:泰州茂翔电子器材有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!