高频MnZn功率铁氧体烧结工艺研究

按照氧化物陶瓷工艺对高频MnZn功率铁氧体烧结工艺条件进行了研究。烧结温度越高,晶粒越大,晶界越薄,电阻率越低,磁芯损耗越大,起始磁导率和烧结密度分别在1240℃和1230℃达到最大值。延长保温时间,可以使晶粒充分生长,晶界变薄,电阻率减小,损耗增大。保温3h后,起始磁导率和烧结密度均可达到最大值。氧分压越低,材料起始磁导率越高,电阻率越小,损耗越大,但氧分压低于5％后烧结密度不再继续增加。

MnZn功率铁氧体的研究进展及发展趋势

介绍了宽温超低损耗、高频低损耗和高温高饱和磁感应强度(Bs)MnZn功率铁氧体材料的研究现状,以及添加剂的种类和制备方法的研究,世界上主要软磁铁氧体公司近几年的最新产品情况,指出了MnZn功率铁氧体的发展趋势。从目前的发展状况来看,应用在中低频的功率MnZn铁氧体材料不但要求在较宽的温度范围内具有较低的损耗,同时要求具有高的起始磁导率和饱和磁感应强度。而对于高频功率MnZn铁氧体材料则继续向高频低损耗发展。

添加Ta_2O_5对MnZn功率铁氧体性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备MnZn功率铁氧体,研究了不同Ta2O5含量对MnZn功率铁氧体微观结构和磁性能的影响.结果表明:少量Ta2O5的加入可以使铁氧体烧结样品的晶粒尺寸增大,气孔率下降,起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率升高,损耗降低.而加入过多的Ta2O5会导致异常晶粒长大,气孔率升高,起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率降低,损耗增大.当Ta2O5含量为0.04wt%时,铁氧体烧结样品的晶粒尺寸大小均匀,气孔率最低,起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率达到最大值,损耗最低.

微米／纳米TiO2对高频MnZn功率铁氧体的影响

研究了普通微g／N米TiO2对MnZn功率铁氧体性能的影响，结果表明：普通微米TiO2可提高铁氧体起始磁导率和晶界电阻率，降低材料的损耗；而纳米TiO2则会促进晶粒异常长大，增大材料的气孔率，降低材料的磁导率，增大材料的损耗。

MnZn功率铁氧体研究进展

简要介绍了 MnZn 功率铁氧体的研究现状,分析了各种制粉方法,讨论了添加剂和不同烧结方式对MnZn 功率铁氧体磁性能的影响。

MnZn功率铁氧体高频功耗特性分析

采用氧化物陶瓷工艺制备了2～4MHz频段高频开关电源用MnZn功率铁氧体,通过对铁氧体断面显微结构、密度和磁特性的测试,研究了Fe2O3含量对MnZn功率铁氧体功率损耗特性的影响。结果表明,随着Fe2O3含量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,常温下3MHz、10mT高频损耗(Pcv)先增大后减小,Fe2O3含量从58mol%增加到59 mol%时,损耗下降非常明显,而在100℃时,铁氧体的剩余损耗逐渐降低,导致总损耗随着Fe2O3含量的增加而减小。随着频率的升高,剩余损耗(Pr)占总损耗的比重逐渐增加,成为损耗的主要部分,而磁滞损耗(Ph)占总损耗的比重逐渐降低,涡流损耗(Pe)所占比重变化不明显。

溶胶-凝胶法制备工作于3MHz频率的MnZn功率铁氧体

利用溶胶-凝胶法制备MnZn功率铁氧体粉体，讨论了pH值对溶胶-凝胶转变的影响。粉体经850℃预烧，1200℃低温烧结制备出能工作于3MHz的高频MnZn功率铁氧体。

干、湿法混料对MnZn功率铁氧体性能的影响

分别采用干法和湿法混料工艺的传统氧化物法制备了MnZn功率铁氧体样品,研究两种混料工艺对材料性能的影响。结果表明,采用湿法混料工艺的样品在降低功耗和提高Bs方面有明显优势。这种优势源于湿法工艺粉料颗粒分布均匀,粉料活性好,能够在较低的温度下完成致密化烧结,且烧结样品晶粒大小均匀,从而实现了样品的低功耗和高饱和磁通密度。

工艺条件对MnZn功率铁氧体性能的影响

研究了粉体粒度、成型密度和烧结工艺对MnZn功率铁氧体材料性能的影响 ,指出了组成为Zn0 .16Mn0 .76Fe2 .0 8O4 的材料的最佳工艺条件 ,得到了与日本TDK公司PC5 0材料性能相近的功率铁氧体。

CuO和V_2O_5对MnZn功率铁氧体性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备了分子组成为Mn0.69Zn0.24Fe2.07O4的MnZn功率铁氧体,研究了不同CuO和V2O5含量对MnZn功率铁氧体晶相、显微形貌和磁性能的影响。结果表明,添加CuO和V2O5可促进晶粒生长,增大晶格常数,适量添加可降低气孔率,提高起始磁导率和电阻率,降低损耗;而加入过多的CuO和V2O5会导致晶粒异常长大,气孔率增加,起始磁导率和电阻率降低,损耗增大。当w(V2O5)=2.76×10-2%,w(CuO)=1.2×10-2%时,烧结样品的晶粒最均匀致密,气孔率最低,起始磁导率和电阻率最大,损耗最低。

宽温低损耗MnZn功率铁氧体研究进展

MnZn功率铁氧体广泛应用于高频功率电力电子器件。功率损耗是其最重要的电磁性能指标。宽温低损耗的实现不但可以提高磁性元件在满载工况下的电能转换效率,降低能量损失,而且可以降低设备的待机损耗,提高设备工作时的温度稳定性。本文介绍了实现MnZn功率铁氧体宽温低损耗的途径,总结了国内外宽温低损耗MnZn功率铁氧体的生产和研究开发方面的进展,并对其未来的发展进行了展望。

ZrO_2添加剂对MnZn功率铁氧体温度特性的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备MnZn功率铁氧体。通过对铁氧体微结构的表征及电、磁性能的测试,研究了ZrO2对MnZn功率铁氧体起始磁导率（iμ）和损耗（Pcv）温度特性的影响。结果表明,随着ZrO2添加量的增加,室温下MnZn功率铁氧体的iμ及电阻率均先增大后减小,损耗则先减小后增大;当w（ZrO2）=0.02%时,iμ和电阻率达到最大值,损耗最低。此外,铁氧体的iμ-T曲线Ⅱ峰及损耗最低点所对应的温度随着ZrO2掺杂量的增加向低温移动。当w（ZrO2）=0.02%时,MnZn功率铁氧体在25~120℃的宽温范围内保持较低损耗。

MnZn功率铁氧体的损耗特性研究

研究了MnZn功率铁氧体在不同温度、频率和磁感应强度情况下的损耗特性 ,分析了磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗的机理 ,及这三种损耗与温度、频率和磁感应强度的关系 .结果表明 ,频率不高于 1 0 0kHz时 ,MnZn功率铁氧体的损耗是由磁滞损耗、涡流损耗组成 ,其中磁滞损耗在低温时占主要成分 ;随着频率的升高 ,即使在磁感应强度较低时 ,涡流损耗和剩余损耗的影响不容忽视 ,且两者都随温度的升高而升高 .

TiO_2掺杂对高频MnZn功率铁氧体显微结构及磁性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备2-4MHz高频开关电源用MnZn功率铁氧体,通过对铁氧体断面显微结构、密度和磁性能的测试,研究了TiO2掺杂量对材料微观结构、磁导率和功率损耗的影响.结果表明,随着TiO2掺杂量的增加,样品平均晶粒尺寸先减小后增大,磁导率单调减小,不同温度（25℃、100℃）下的磁心总功率损耗（激励条件3MHz,10mT、25mT）先减小后增大.说明TiO2的适量掺杂可以改善高频MnZn功率铁氧体的微观结构,降低其功耗.

预烧温度对MnZn功率铁氧体微观组织以及性能的影响

利用氧化物陶瓷工艺制备MnZn功率铁氧体。研究了不同预烧温度下铁氧体粉料的相变及其对铁氧体结构和性能的影响。结果表明,当预烧温度升高至880℃时,粉料中生成了明显的尖晶石相Zn1-xMnxFe2O4。随着预烧温度的升高,烧结试样的密度(d)、起始磁导率(μi)、饱和磁感应强度(Bs)和电阻率(ρ)均先升高后降低,功率损耗(Pcv)先降低后升高,均在880℃预烧时达到最优点:密度、起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率分别达到最高值4.86g/cm3、2570、528mT和6.6?·m,功率损耗降至最低值369kW/m3。因此,在880℃下预烧的粉料活性适中,烧结后能获得均匀致密的微观组织和优良的电磁性能。

V_(2)O_(5)掺杂对低温烧结MnZn功率铁氧体显微结构及性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备低温烧结MnZn功率铁氧体材料,研究V_(2)O_(5)掺杂对材料显微结构、烧结温度、烧结密度、收缩率、磁导率、饱和磁感应强度及功耗特性的影响。结果表明,随V_(2)O_(5)掺杂量的增加,样品平均晶粒尺寸增大,材料烧结温度降低,收缩率增大,烧结密度、磁导率及饱和磁感应强度先增高后降低,功耗先降低后增高。配方采用MnCO_(3):38.85 mol%、ZnO:10.18 mol%、Fe_(2)O_(3):50.97 mol%,基础添加Bi_(2)O_(3):1 wt%并掺杂V_(2)O_(5):0.5~0.7 wt%,可获得具有高饱和磁感应强度(B_(s)>380 mT,1.2 kA/m下测量)、低功耗功率损耗P_(cv)<500 kW/m^(3)(20℃,1 MHz,30 mT)、高磁导率(1000左右)的性能,显微结构致密,其烧结温度<950℃。

预烧工艺对MnZn功率铁氧体的影响

采用传统的陶瓷工艺制备了MnZn功率铁氧体,研究了预烧工艺对预烧料的磁化率和振实密度的影响,并在此基础上,探讨了预烧温度对烧结样品微观结构和磁性能的影响。结果表明,升温速度和保温时间对预烧料的磁化率和振实密度的影响都很小,预烧温度对其起决定性作用。当预烧温度从700℃提高至1 000℃时,预烧料的磁化率提高了近10倍,振实密度提高约20%。当预烧温度为900℃时,所得MnZn功率铁氧体具有良好的烧结微观结构和最低的功率损耗。

MoO3添加对高频MnZn功率铁氧体性能的影响

采用陶瓷工艺制备高频MnZn功率铁氧体材料,研究了MoO3添加对材料微结构和磁性能的影响。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征材料结构,用B-H分析仪测试材料磁性能,并对材料功率损耗进行分离。结果表明,适量添加MoO3可以有效改善材料的微观结构,提高致密度,提高材料饱和磁通密度和起始磁导率,降低功率损耗。功耗分离后发现,随着MoO3添加量的增加,磁滞损耗比例下降,涡流损耗所占比例上升。最佳MoO3添加量为0.01 wt%,获得低功耗的MnZn功率铁氧体,100℃、500kHz、50mT条件下功耗为86 kW/m3,起始磁导率约为1928,25℃下的饱和磁通密度为513 mT。

BaO掺杂对高频MnZn功率铁氧体性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备Mn Zn铁氧体,研究了Ba O掺杂量对高频Mn Zn功率铁氧体微观结构和磁性能的影响。结果表明,少量的Ba O掺杂可以使铁氧体烧结样品的晶粒尺寸增大,密度和饱和磁感应强度提高,功耗降低,而过量加入后会出现过烧现象,功耗增加,饱和磁通密度和密度有所下降。烧结样品的起始磁导率随Ba O掺杂量的增加单调下降。在1260℃烧结温度下,当Ba O掺杂量为0.025wt%时,样品具有最低功耗值,且其他磁性能也较好。另外,与不掺杂Ba O的最佳烧结条件下铁氧体样品相比,1260℃烧结掺杂量为0.025wt%的材料起始磁导率降低,但功耗的温度特性更优。

CoO掺杂对MnZn功率铁氧体性能的影响

采用传统氧化物法制备了MnZn功率铁氧体,研究了CoO掺杂对MnZn功率铁氧体微观结构和磁性能的影响。结果表明,CoO掺杂导致密度增大,功耗降低,并改善其起始磁导率μi的温度特性。当CoO含量为0.3wt%时,试样晶粒尺寸大小均匀,结构致密,具有良好的综合性能:密度D=4.91g/cm3,起始磁导率μi=2768,饱和磁通密度Bs=519mT,剩磁Br=69mT,矫顽力Hc=9.2A/m,功率损耗Pcv<440kW/m3(15～120℃),起始磁导率的温度因数αF=4.8×10-7/℃(20～80℃)。