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一种超低磁滞损耗小 温度系数软磁 铁 氧体磁芯及其制备方法

阅读：607发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体磁芯及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种超低磁滞损耗小温度系数的软磁铁氧体磁芯及其制备方法，该磁芯的初始磁导率为2000±20％，在100kHz、0.3V条件下材料的比损耗系数tgδ/μi≤2.5，初始磁导率随温度变化率为：-55℃～25℃条件下温度系数≤25％，25℃～85℃条件下温度系数≤15％；本发明合理设计配方和控制工艺，能够有效降低磁芯比损耗系数( 磁滞损耗 )的同时，磁导率的温度系数得到了明显的改善，国外同类材料的电感温度系数在-55℃～25℃范围内50％左右，而本发明例在磁芯比损耗系数(磁滞损耗)tgδ/μi≤2.5的条件下，磁导率温度系数小于25％；合理的选择掺加微量元素的种类和含量，对改善材料的综合性能起到了积极作用。，下面是一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体磁芯及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种超低磁滞损耗小温度系数的软磁铁氧体磁芯，其特征在于：该磁芯的初始磁导率为2000±20％，在100kHz、0.3V条件下材料的比损耗系数tgδ/μi≤2.5，初始磁导率随温度变化率为：-55℃～25℃条件下温度系数≤25％，25℃～85℃条件下温度系数≤15％。
2.根据权利要求1所述的超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体材料磁芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A)将Fe2O3、MnCO3、ZnO粉末按照比例混合，进行一次干混球磨0.5小时，得基本配方；
B)将步骤A)得到的粉末进行预烧；
C)将经过步骤B)的粉末中加入微量元素CaCO3、TiO2、COO，按照料：水比例＝1：1.2的比例进行砂磨，然后烘干；
D)将步骤C)得到的粉料加入的胶合剂，混合均匀，然后研碎过筛网制成颗粒，压制成型，氮气保护气氛中进行烧结，得目标产物。
3.根据权利要求2所述的一种超宽温高稳定性软磁铁氧体磁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤A)中Fe2O3的纯度＞99.1％、MnCO3纯度＞98.5％、ZnO纯度＞99.5％。
4.根据权利要求2所述的一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体材料的磁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤A)中Fe2O3：MnCO3：ZnO＝52.8mol：29.41mol：17.79mol。
5.根据权利要求2所述的一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体材料的磁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤B)中预烧温度为960℃，保温时间2-3小时。
6.根据权利要求2所述的一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体材料的磁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤C)中所述微量元素CaCO3、TiO2、COO的加入量占所述基本配方的重量比分别为0.01～0.5％：0.05～0.5％：0.01～0.1％；所述砂磨时间3小时，所述烘干为在120℃下保温150min。
7.根据权利要求6所述的一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体材料的磁芯的制备方法，其特征在于：所述微量元素CaCO3、TiO2、COO的加入量占所述基本配方的重量比分别优选为0.20％：0.50％：0.02％。
8.根据权利要求2所述的一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体材料的磁芯的制备方法，其特征在于：所述步骤D)中将步骤C)得到的粉料加入8～12％的胶合剂，所述胶合剂浓度为7.5％，混合均匀，然后研碎过80目筛网制成颗粒，压制成型，单位成型压力2～3吨/cm2，于1270℃，氮气保护气氛中进行烧结3小时，得目标产物。

说明书全文

一种超低磁滞损耗小 温度系数软磁 铁 氧体磁芯及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及软磁材料领域，特别涉及一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体磁芯及其制备方法。

背景技术

[0002] 软磁铁氧体主要包括MnZn、NiZn两大类，其中MnZn铁氧体材料的应用占据软磁铁氧体材料总量的80％以上。MnZn铁氧体材料主要分为应用于开关电源的低功耗功率铁氧体材料和高磁导率两大类，其中功率铁氧体材料是目前市场发展变化最快，应用量最大的软磁铁氧体材料。普通功率铁氧体材料磁导率的温度系数比较大，-55℃～25℃磁导率温度系数50％以上，25℃～85℃范围内磁导率温度系数在40％以上。如果材料的磁导率变化太大，在较低温度下电源的稳定性受到很大影响，影响系统的可靠性。

[0003] 软磁铁氧体材料属于宽温低磁滞损耗铁氧体材料，主要用于电源滤波器及电感器，具有宽温和低磁滞损耗的特点。该材料不仅具有较低的磁滞损耗，且在-55℃～85℃的温度范围内具有较低的温度系数，能够适应条件比较恶劣的环境及可靠性要求高的条件。

发明内容

[0004] 发明的目的在于提供一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体磁芯及其制备方法，解决了在条件比较恶劣的环境中的使用、可靠性要求高、材料的综合性能不佳的问题。

[0005] 本发明是这样实现的，一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体磁芯，该磁芯的初始磁导率为2000±20％，在100kHz、0.3V条件下材料的比损耗系数tgδ/μi≤2.5，初始磁导率随温度变化率为：-55℃～25℃条件下温度系数≤25％，25℃～85℃条件下温度系数≤15％。

[0006] 本发明的进一步技术方案是：一种超低磁滞损耗小温度系数软磁铁氧体材料的磁芯的制备方法，包括以下步骤：

[0007] A)将Fe2O3、MnCO3、ZnO粉末按照比例混合，进行一次干混球磨0.5小时，得基本配方；

[0008] B)将步骤A)得到的粉末进行预烧；

[0009] C)将经过步骤B)的粉末中加入微量元素CaCO3、TiO2、COO，按照料：水比例＝1：1.2的比例进行砂磨，然后烘干；

[0010] D)将步骤C)得到的粉料加入的胶合剂，混合均匀，然后研碎过筛网制成颗粒，压制成型，氮气保护气氛中进行烧结，得目标产物。

[0011] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤A)中Fe2O3纯度＞99.1％、MnCO3纯度＞98.5％、ZnO纯度＞99.5％。

[0012] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤A)中Fe2O3：MnCO3：ZnO＝52.8mol：29.41mol：17.79mol。

[0013] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤B)中预烧温度为960℃，保温时间2-3小时。

[0014] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤C)中所述微量元素CaCO3、TiO2、COO的加入量占所述基本配方的重量比分别为0.01～0.5％：0.05～0.5％：0.01～0.1％；所述砂磨时间3小时，所述烘干为在120℃下保温150min。

[0015] 本发明的进一步技术方案是：所述微量元素CaCO3、TiO2、COO的加入量占所述基本配方的重量比分别优选为0.20％：0.50％：0.02％。

[0016] 本发明的进一步技术方案是：所述步骤D)中将步骤C)得到的粉料加入8～12％的胶合剂，所述胶合剂浓度为7.5％，混合均匀，然后研碎过80目筛网制成颗粒，压制成型，单2
位成型压力2～3吨/cm，于1270℃，氮气保护气氛中进行烧结3小时，得目标产物。

[0017] 本发明的有益效果：

[0018] 1)合理设计配方和控制工艺，能够有效降低磁芯磁滞损耗的同时，磁导率的温度系数得到了明显的改善，国外同类材料的电感温度系数在-55℃～25℃范围内50％左右，而本发明例在功耗达到同等水平的条件下，磁导率温度系数小于25％。

[0019] 2)合理的选择掺加微量元素的种类和含量，对改善材料的综合性能起到了积极作用。

具体实施方式

[0020] 在基本配方确定条件下，通过调整掺加微量元素的配方比例和种类，反应初始磁导率，磁滞损耗系数、初始磁导率随温度的变化情况，从而确定最佳的掺杂配方的比例和种类。

[0021] 实施例一：

[0022] 将Fe2O3，MnCO3，ZnO三种主要原材料按照Fe2O3：52.8mol，MnCO3：29.41mol，ZnO：17.79mol，进行一次干混球磨0.5小时，960℃预烧3小时，按照CaCO3：0.1％，TiO2：0.2％，COO：0.01％；的比例称量所加微量元素的重量，按照料：水＝1：1.2的比例进行砂磨，时间3小时，球磨结束后将粉料在120℃下保温150min烘干。将烘干后的粉料加入8％的胶合剂，浓度为7.5％，使胶合剂均匀，然后研碎过80目筛网制成颗粒，单位成型压力2吨/cm2，压制成H18×8×5(H磁环尺寸：分别指外径18mm，内径8mm，高度5mm)样环，在氮气保护气氛中烧结，烧结温度：1270℃，保温3h。得磁芯。

[0023] 按照上述实施例一的方法制备三只H18×8×5的磁芯，分别为样品1、样品2、样品3。

[0024] 本实施例制备的磁芯性能如表1。

[0025] 表1

[0026]

[0027] 实施例二：

[0028] 采用实施例一的工艺步骤和基本配方，调整掺加微量元素的配方CaCO3：0.15％，TiO2：0.25％，COO：0.02％；压制成H18×8×5样环，在氮气保护气氛中烧结。烧结温度：1270℃，保温3h。得磁芯。

[0029] 按照上述实施例二的方法制备三只H18×8×5的磁芯，分别为样品4、样品5、样品6。

[0030] 本实施例制备的磁芯性能如表2。

[0031] 表2

[0032]

[0033] 实施例三：

[0034] 按实施例一的工艺步骤和基本配方，调整掺加微量元素的配方CaCO3：0.15％，TiO2：0.35％，COO：0.02％；压制成H18×8×5样环，在氮气保护气氛中烧结，烧结温度：1270℃，保温3h。得磁芯。

[0035] 按照上述实施例三所述的方法制备三只H18×8×5的磁芯，分别为样品7、样品8、样品9。

[0036] 本实施例制备的磁芯性能如表3。

[0037] 表3

[0038]

[0039] 实施例四：

[0040] 按实施例三的工艺步骤。采用实施例一的基本配方，调整掺加微量元素的配方CaCO3：0.15％，TiO2：0.50％，COO：0.02％；压制成H18×8×5样环，在氮气保护气氛中烧结。烧结温度：1270℃，保温3h。得磁芯。

[0041] 按照实施例四所述的方法制备三只H18×8×5的磁芯，分别为样品10、样品11、样品12。

[0042] 本实施例制备的磁芯性能如表4。

[0043] 表4

[0044]

[0045] 实施例五：

[0046] 按实施例四的工艺步骤。采用实施例一的基本配方，调整掺加微量元素的配方CaCO3：0.20％，TiO2：0.50％，COO：0.01％；压制成H18×8×5样环，在氮气保护气氛中烧结。烧结温度：1270℃，保温3h。得磁芯。

[0047] 按照实施例五所述的方法制备三只H18×8×5的磁芯，分别为样品13、样品14、样品15。

[0048] 本实施例制备的磁芯性能如表5。

[0049] 表5

[0050]

[0051] 实施例六：

[0052] 按实施例五的工艺步骤。采用实施例一的基本配方，调整掺加微量元素的配方CaCO3：0.20％，TiO2：0.50％，COO：0.02％；压制成H18×8×5样环，在氮气保护气氛中烧结。烧结温度：1270℃，保温3h。得磁芯。

[0053] 按照实施例六所述的方法制备三只H18×8×5的磁芯，分别为样品16、样品17、样品18。

[0054] 本实施例制备的磁芯性能如表6。

[0055] 表6

[0056]

[0057]

[0058] 综上可知，最终确定最佳配方为实施例6。

[0059] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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