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一种具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料.pdf

  • 上传人:r5
  • 文档编号:1281797
  • 上传时间:2018-04-12
  • 格式:PDF
  • 页数:5
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN200910057641.X

    申请日:

    2009.07.24

    公开号:

    CN101964233A

    公开日:

    2011.02.02

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):H01F 1/10申请公布日:20110202|||实质审查的生效IPC(主分类):H01F 1/10申请日:20090724|||公开

    IPC分类号:

    H01F1/10; C04B35/26

    主分类号:

    H01F1/10

    申请人:

    上海宝钢磁业有限公司

    发明人:

    陈元峻; 刘国平; 徐辉宇

    地址:

    201900 上海市宝山区宝杨路2029号

    优先权:

    专利代理机构:

    上海伯瑞杰知识产权代理有限公司 31227

    代理人:

    何葆芳

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    内容摘要

    本发明公开了一种具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料,所述材料由主成分和添加剂组成,所述主成分的配方如下:69~73wt% Fe2O3、2.5~5.5wt%ZnO、余量为Mn3O4,所述添加剂的配方如下:0.05~0.1wt% CaCO3、0.1~0.6wt% Co2O3、0.001~0.005wt% SiO2、0.02~0.07wt% V2O5、0.02~0.07wt% Nb2O5、0.01~0.05wt% ZrO2及0.02~0.07wt% Ta2O5。本发明的的锰锌软磁铁氧体材料不仅具有高居里温度、高Bs,且在25~120℃具有较低功率损耗,可应用于目前高端电子产品的电源变压器。

    权利要求书

    1: 一种具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 由主成分和添加剂组成, 其特征 在于, 所述主成分的配方如下 : 69 ~ 73wt% Fe2O3、
    2: 5 ~ 5.5wt% ZnO、 余量为 Mn3O4, 所述添 加剂的配方如下 : 0.05 ~ 0.1wt% CaCO3、 0.1 ~ 0.6wt% Co2O3、 0.001 ~ 0.005wt% SiO2、 0.02 ~ 0.07wt% V2O5、 0.02 ~ 0.07wt% Nb2O5、 0.01 ~ 0.05wt% ZrO2 及 0.02 ~ 0.07wt% Ta2O5, 添加剂配方中的各组成的质量百分比是相对主成份的总质量计算而得。 2. 根据权利要求 1 所述的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 其特征在于, 所述添加剂的总加入量占主成份总质量的 0.3 ~ 0.9%。

    说明书


    一种具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料

        【技术领域】
         本发明是涉及一种锰锌软磁铁氧体材料, 具体说, 是涉及一种既具有高居里温度、 高饱和磁感应强度, 又具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料。背景技术
         软磁铁氧体材料是国民经济中一种非常重要的基础功能材料, 广泛应用于通信设 备, 电源变压器等。 近年来, 电子产品一是向轻、 薄、 短、 小方向的发展, 二是要求能耗降低以 应付能源危机和环境污染, 因此, 对软磁铁氧体材料的性能提出了更高的要求, 如: 要求作 为电源变压器的软磁铁氧体材料要具有低功率损耗。
         由于在电源工作温度附近一般要求变压器磁芯的功率损耗最低, 而且通常将变压 器磁芯的功率损耗最低点设定在电源工作温度的高温侧, 这样当电源工作发热, 温度上升 时, 磁芯的功率损耗下降, 可有效地阻止电源的温升。 然而, 当电源不是工作在工作温度时, 如设备处于待机状态 ( 室温 ), 磁芯就不能充分发挥其磁特性, 而且在室温时磁芯的功率损 耗很大, 就会增加设备的能耗。这就要求作为电源变压器的软磁铁氧体材料的功率损耗随 温度的变化要小, 而且在各温度点都要有较小的功率损耗 ; 另外, 电源变压器磁芯都需要进 行开气隙应对外部的直流干扰, 当外部直流场一定的情况下, 材料的饱和磁感应强度 (Bs) 越高, 则磁芯所需的气隙深度越浅, 这样可以在保证磁芯电感不变的情况下减少变压器的 一次铜线绕组, 而铜线在变压器中的损耗所占比例要大于磁芯损耗的比例, 所以同时要求 作为电源变压器的软磁铁氧体材料的饱和磁感应强度 (Bs) 要越高越好。
         综上所述, 随着目前的电子产品的发展, 要求作为电源变压器的软磁铁氧体材 料既要在 25 ℃~ 120 ℃的温度范围内具有较小功率损耗, 又要具有高的饱和磁感应强度 (Bs)。但提高材料饱和磁感应强度 (Bs) 就需要增加材料的烧成密度, 同时会使材料晶粒 尺寸增大, 从而增加材料的涡流损耗, 因此, 如何制备既具有高居里温度及高饱和磁感应强 度, 又具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 解决高饱和磁感应强度和低功率损耗 之间的矛盾, 是亟需本领域科技人员所要解决的一个难题。 发明内容
         本发明的目的是提供一种既具有高居里温度、 高饱和磁感应强度, 又具有宽温低 功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料的配方, 以满足目前高端电子产品的电源变压器对软磁铁 氧体材料提出的高性能要求。
         为实现上述发明目的, 本发明采用的技术方案如下 :
         本发明的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 由主成分和添加剂组成, 其特征在于, 所述主成分的配方如下 : 69 ~ 73wt% Fe2O3、 2.5 ~ 5.5wt% ZnO、 余量为 Mn3O4, 所述添加剂的配方如下 : 0.05 ~ 0.1wt% CaCO3、 0.1 ~ 0.6wt% Co2O3、 0.001 ~ 0.005wt% SiO2、 0.02 ~ 0.07wt % V2O5、 0.02 ~ 0.07wt % Nb2O5、 0.01 ~ 0.05wt % ZrO2 及 0.02 ~ 0.07wt% Ta2O5, 添加剂配方中的各组成的质量百分比是相对主成份的总质量计算而得。所述添加剂的总加入量以占主成份总质量的 0.3 ~ 0.9%较好。
         本发明的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料的制备工艺为现有技术, 与 中国专利文献 CN200510027797.5 中所述工艺相同, 包括配料、 混合、 预烧、 初粉碎、 砂磨、 喷 雾造粒、 加入添加剂和烧结过程。
         与现有技术相比, 本发明的锰锌软磁铁氧体材料, 既具有高居里温度、 高饱和磁感 应强度, 又具有宽温低功率损耗特性, 即: 在 25℃、 1KHz、 0.25mT 条件下的初始磁导率 (μi) 达到 3000 ~ 3350 ; 居里温度 (Tc) 达到 260 ~ 280 ℃ ; 在 25 ℃、 1194A/m 条件下的饱和磁 感应强度 (Bs) 达到 530 ~ 560mT ; 在 100℃、 1194A/m 条件下的饱和磁感应强度 (Bs) 达到 430 ~ 455mT ; 在 100kHz、 200mT 条件下 25℃的最大功率损耗为 435kw/m3, 100℃的最大功率 3 3 损耗为 380kw/m , 120℃的最大功率损耗为 405kw/m ; 可应用于电动汽车、 混合动力汽车、 燃 料电池汽车的 DC-DC 转换器中的主变压器磁芯、 大屏幕液晶显示器背光源电源变压器及逆 变器、 笔记本电脑电源电路变压器, 以及传统开关电源变压器。 具体实施方式
         下面结合实施例对本发明作进一步详细、 完整的说明 : 实施例 1
         本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 由主成分和添加剂组 成, 其中, 主成分的配方如下 : 69.89wt% Fe2O3、 5.25wt% ZnO、 24.86wt% Mn3O4, 添加剂的配 方如下 : 0.05wt% CaCO3、 0.4wt% Co2O3、 0.004wt% SiO2、 0.07wt% V2O5、 0.05wt% Nb2O5、 0.05wt% ZrO2 及 0.07wt% Ta2O5, 添加剂配方中的各组成的质量百分比是相对主成份的总 质量计算而得。
         本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料的制备工艺为现有技术, 与中国专利文献 CN200510027797.5 中所述工艺相同, 包括配料、 混合、 预烧、 初粉碎、 砂磨、 喷雾造粒、 加入添加剂和烧结过程。
         经检测, 本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 在 25℃、 1KHz、 0.25mT 条件下的初始磁导率 (μi) 为 3020, 居里温度 (Tc) 为 262℃; 在 25℃、 1194A/m 条件 下的饱和磁感应强度 (Bs) 为 533mT ; 在 100℃、 1194A/m 条件下的饱和磁感应强度 (Bs) 为 430mT ; 在 100kHz、 200mT 条件下 25 ℃的功率损耗为 434kw/m3, 100 ℃的功率损耗为 378kw/ 3 3 m, 120℃的功率损耗为 389kw/m 。
         实施例 2
         本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 由主成分和添加剂组 成, 其中, 主成分的配方如下 : 70.75wt% Fe2O3、 3.60wt% ZnO、 25.65wt% Mn3O4, 添加剂的配 方如下 : 0.07wt% CaCO3、 0.1wt% Co2O3、 0.001wt% SiO2、 0.05wt% V2O5、 0.02wt% Nb2O5、 0.03wt% ZrO2 及 0.05wt% Ta2O5, 添加剂配方中的各组成的质量百分比是相对主成份的总 质量计算而得。
         本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料的制备工艺为现有技术, 与中国专利文献 CN200510027797.5 中所述工艺相同, 包括配料、 混合、 预烧、 初粉碎、 砂磨、 喷雾造粒、 加入添加剂和烧结过程。
         经检测, 本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 在 25℃、 1KHz、
         0.25mT 条件下的初始磁导率 (μi) 为 3350, 居里温度 (Tc) 为 275℃; 在 25℃、 1194A/m 条件 下的饱和磁感应强度 (Bs) 为 560mT ; 在 100℃、 1194A/m 条件下的饱和磁感应强度 (Bs) 为 455mT ; 在 100kHz、 200mT 条件下 25 ℃的功率损耗为 380kw/m3, 100 ℃的功率损耗为 357kw/ 3 3 m, 120℃的功率损耗为 402kw/m 。
         实施例 3
         本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 由主成分和添加剂组 成, 其中, 主成分的配方如下 : 72.75wt% Fe2O3、 2.5wt% ZnO、 24.75wt% Mn3O4, 添加剂的配 方如下 : 0.1wt% CaCO3、 0.6wt% Co2O3、 0.005wt% SiO2、 0.02wt% V2O5、 0.07wt% Nb2O5、 0.01wt% ZrO2 及 0.02wt% Ta2O5, 添加剂配方中的各组成的质量百分比是相对主成份的总 质量计算而得。
         本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料的制备工艺为现有技术, 与中国专利文献 CN200510027797.5 中所述工艺相同, 包括配料、 混合、 预烧、 初粉碎、 砂磨、 喷雾造粒、 加入添加剂和烧结过程。
         经检测, 本实施例的具有宽温低功率损耗的锰锌软磁铁氧体材料, 在 25℃、 1KHz、 0.25mT 条件下的初始磁导率 (μi) 为 3124, 居里温度 (Tc) 为 268℃; 在 25℃、 1194A/m 条件 下的饱和磁感应强度 (Bs) 为 543mT ; 在 100℃、 1194A/m 条件下的饱和磁感应强度 (Bs) 为 440mT ; 在 100kHz、 200mT 条件下 25 ℃的功率损耗为 428kw/m3, 100 ℃的功率损耗为 364kw/ 3 3 m, 120℃的功率损耗为 383kw/m 。5

    关 键  词:
    一种 具有 宽温低 功率 损耗 锰锌软 磁铁 材料
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