Mn-Zn功率铁氧体微量添加物的研究进展

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MnZn功率铁氧体发展趋势探讨(201107)

MnZn功率铁氧体发展趋势探讨(201107)

MnZn功率铁氧体发展趋势探讨海宁市联丰磁业有限公司严剑峰李永劬郭凤鸣摘要介绍了MnZn功率铁氧体材料及其制备工艺的近况和发展趋势。

1 前言软磁铁氧体材料的发明与实用化,至今已有70多年。

由于它具有高磁导率、高电阻率、低损耗、易于加工成各种形状以及主要原材料成本相对价格较低等优点,因而可以用它制作成各种电子变压器、开关电源、逆变器、滤波器、扼流圈、电感器、电子镇流器等,广泛应用于家用电器、计算机、手机、通信、办公自动化、显示器、远程监控、电磁兼容、绿色照明、环保节能等领域。

软磁铁氧体的应用领域还在不断扩展,目前在汽车电子、新能源领域又获得了大量应用。

软磁铁氧体是现代信息产业中最重要的基础功能材料之一,与国家经济和人民的日常生活息息相关。

最近几十年来软磁铁氧体始终保持着快速发展的势头,其中MnZn铁氧体约占软磁铁氧体总产量的70%左右, 而MnZn功率铁氧体占MnZn铁氧体总产量的70%左右,所以国内外各个铁氧体公司非常重视对MnZn功率铁氧体材料的研究,投入了大量人力、物力、财力在这个领域中。

目前国内MnZn功率铁氧体的发展已从热衷于新材料开发延伸到重视生产工艺研究和生产设备开发。

2MnZn功率铁氧体材料发展趋势探讨2.1 低损耗材料的发展趋势降低损耗,这一技术趋势一直是功率铁氧体材料几十年来的主要发展特征。

综合半导体和电子线路技术的发展状态,几十年来开关电源的工作频率普遍在20~300kHz左右。

针对这一需求,日本TDK公司陆续推出了具有代表性的PC30、PC40、PC44、PC47等低损耗材料,这些材料的典型特征是不断降低功率损耗(f=100kHz,B=200mT)。

我司也相继推出了NH2A、NH2B、NH2C低损耗材料,更低损耗的NH2G材料(相当于TDK的PC47)在试验室中已开发成功,目前正在生产中试。

表1为国际先进铁氧体公司低损耗材料牌号与我司的对照。

海宁市联丰磁业有限公司(简称“联丰磁业”)低损耗材料NH2C、NH2G的主要技术性能见表22.2 宽温低损耗材料的发展趋势自从TDK在2003年率先推出了宽温低损耗材料—PC95,揭开了宽温应用领域节能时代的序幕,国内外都掀起了研究宽温低损耗材料的热潮。

功率型NiZn系列铁氧体材料的开发与性能研究

功率型NiZn系列铁氧体材料的开发与性能研究

Absr c :Ni n p we ert trash sb e e eo e tsv rly asi lcr nca d c mmu ia o ta t Z o rfri mae l a e n d v lp d a e ea e r n ee t i n o e i o nc f n i
S i c n c n lg hn , h n d 1 0 4 C ia ce e dT h oo yo C ia C e g u 0 5 , hn ; n a e f 6
2 S u h s si t A p i dM a n t s M in a g 6 1 0 , i a . o t we t n t u e I t p l g e i , a y n 2 0 0 Ch n e c
作用 。
关键词 :N Z in铁氧体 ;性 能;应用 ;开发 中图分类号 :T 7 1 M2 7. 文献标识码 :B 文章编号 :10 —802 0 )20 4 —5 0 1 3 (070 —0 40 3
Th o e te n v l p e fNi we r ieS re ePr p r isa d De e o m nt Zn Po rFe rt e is 0
i l s s a o tt d n u s t e o Zn p we e r e i i h f q e c f a o e 1 fed ,a u s n i g s b t u r f r M n o r f ri n h g e u n y o b v M Hz n a i t r .At f s , h s p p r r t t i a e i s mma i e h h r ce si sa d a p ia i n fNi n f ri , e eo me ts t so tra , r p ry r q i me t u rz st e c a a tr t i c n p t t s o Z e r e d v lp n t u fmae l p o e t e u r c o t a i e n a d tc n l g c l a u e . i a l, e p o e i so Z ert e e e eo e e ma n y i to u e n d ti. n h o o i a e me s r s F n l t r p r e fNi n f ri s r s we d v l p d a i l r d c d i e a l yh t e i r n W eh p h t u s a c l p o t ed me t e e c n e e o me t f Znp we ri . o e t a rr e h wil r mo et o s c r s a h a d d v l p n o e r h i r o Ni o r e rt f e

镧系元素掺杂Mn-Zn铁氧体的制备和研究

镧系元素掺杂Mn-Zn铁氧体的制备和研究
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高密度高磁导率高饱和磁感应强度MnZn铁氧体的研究进展

高密度高磁导率高饱和磁感应强度MnZn铁氧体的研究进展
维普资讯

3 ・ O
材料 导报
20 0 7年 1 1月第 2 卷 第 1 期 1 1
高密 度 高磁 导率 高 饱和 磁 感应 强度 Mn n铁 氧体 的研 究进 展 Z
谢 兵 余 忠 兰 中文 孙 , , , 科 李 乐中 , ,李可为
XI Big , E n YU h n Z o g ,LAN h n we U N Z o g n ,S Ke ,LILe h n z o g ,L we。 IKe i
( St t y La o a o y o e t o i Th n F l n n e r t d De ie , ie st fElc r n cS in ea d Te h o o y 1 a eKe b r t r fElc r n c i i ms a d I t g a e v c s Un v r i o e to i c e c n c n l g y
Ab t a t src
I hsp p r t ep e e tsau fr sa c n M n n fri swi ih d n i hg eme bl y n t i a e ,h rs n tt so ee r h o Z ert t hg e st ih p r a it e h y, i
s t , g e e b l y a d h g a u a in ma n t n u t n i p i t d o t iy hih p r a i t n i h s t r t g e i i d c i s o n e u . m i o c o
Ke r s y wo d
di v s mo d n n i t r g p o e s Th e eo me tte do r p rn e h o o iso n e rt swi i h d n t e , l ig a d sn e i r c s . e d v lp n r n fp e a i g t c n lg e fM Zn f r i t h g e ~ i n e h

高直流叠加低功耗锰锌铁氧体材料的研发

高直流叠加低功耗锰锌铁氧体材料的研发

高直流叠加低功耗锰锌铁氧体材料的研发作者:刘云龙来源:《中国科技博览》2015年第26期中图分类号:TM277 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0343-01一引言MnZn铁氧体的发展十分迅速,由最初的低频开关电源,收音机等视听设备中的功率变压器及回扫变压器,逐步发展到高频AC-DC,DC-DC变压器。

现在的绝大部分电路中都加有直流偏置要求(即DC-Bias),故MnZn铁氧体材料必须具有宽温直流叠加特性,即要求材料饱和磁通密度Bs在室温及高温都有较高的水平,如何进一步提高MnZn铁氧体材料的电磁性能,已成为当今软磁铁氧体材料所面临的重要课题。

目前国内的情况是:如果产品达到高叠加性能,那么功耗高;如果满足了功耗要求,则叠加性能不过(如DMR24产品);另外如若室温达到叠加要求,则高温叠加不过。

因此除主配方的调整外,添加适当的杂质便能够有效地改善材料的电磁性能,这已成为目前功率铁氧体的研究重点。

锰锌铁氧体材料的特点就是磁晶各向异性常数K1具有很强的温度依赖性,其K1-T特性,也就是K1值随温度的变化曲线通常都具有正负变化且穿过零点的形态。

零点附近材料的起始磁导率μi具有极大值而功耗Pcv都具有极小值。

这是因为μi与K1有接近反比的关系,而各向异性常数K1和磁致伸缩常数λS趋向于零时磁心总损耗最小。

对应这个极值的温度点称为功耗的谷点。

宽温材料的技术关键就是希望把谷点的特性扩充到全温度段,也就是使K1-T曲线和μi-T曲线在所要求的温度范围尽可能平缓,避免明显双峰形态出现,从而实现低温高温Bs达到要求。

这就要求优选主成分Fe2O3,MnO,ZnO三者配比,并且采用过铁低锌配方。

因为在一定范围内,饱和磁通密度Bs随Fe2O3含量的增加而增大,而ZnO含量过多则会造成材料高温饱和磁通密度Bs的降低和居里温度Tc的下降。

在添加杂质方面,除常规添加钙硅铌外,根据结果,可掺加一些非常规材质。

mn-zn铁氧体纳米晶体的制备及吸波性能研究

mn-zn铁氧体纳米晶体的制备及吸波性能研究

mn-zn铁氧体纳米晶体的制备及吸波性能研究近年来,以纳米晶体形式表现的Fe3O4及其同素异质结构晶体Mn1-xZnxFe2O4(x=0,0.5,1)引起了广泛的研究关注。

对纳米晶体表面的改性运用其优异的易于改性、低成本和高效离子载体特性,可以大大提高铁氧体材料的功能性。

因此,研究铁氧体纳米晶体的制备和表面改性具有重要意义。

以Fe3O4纳米晶体为研究对象,采用湿化学法制备了Mn1-xZnxFe2O4纳米晶体,其中的x=0、0.5、1。

研究表明,MnZnFe2O4粒径大于Fe3O4纳米晶体,这是Zn2+ 替代了Mn3+而形成微小正面电荷的结果,也为纳米晶体的表面改性提供了有利的条件。

随后,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重-差热分析(DTA)对其结构和性能进行了详细分析。

结果表明,当Zn2+替代Mn3+ 到一定比例时,Fe3O4结构发生改变,即产生了由Mn1-xZnxFe2O4形成的晶体结构,在450℃时反应完成。

此外,纳米晶体经表面改性后,以氯化钠盐水静态沉淀法和溶剂热法制备了三种不同表面改性材料。

利用紫外-可见漫反射光谱(UV-VIS)、红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA),分析了不同表面改性材料的表面改性情况及改性后的吸波性能。

结果表明,表面改性后的Mn1-xZnxFe2O4纳米晶体,其吸波性能得到极大提升,吸收带范围变宽,吸收率提高,在500~900nm光谱范围内,吸收率达75%以上,表明Mn1-xZnxFe2O4纳米晶体具有优越的吸波性能,此外,不同改性剂改性后的材料吸波性能也有了很大的改善,具有良好的潜在应用价值。

综上所述,Mn1-xZnxFe2O4纳米晶体可以通过湿化学法制备,表面改性后,具有优越的吸波性能,可以为新型吸波材料的开发提供参考。

低温共烧MnZn铁氧体的研究现状

低温共烧MnZn铁氧体的研究现状

( .西 南科技 大学 新 材料 研 究所 材 料科 学 与工程 学 院 ,四川 绵 阳 6 11; 1 2 00
集成组件 的关键 。本文分析 了影 响 Mn n铁 氧体低温烧结 的各种 因素 ,重点介绍 了 目前 国内外在 Mn n铁 氧体 Z Z
低潭共烧领域 中所取得 的相 关成 果,最后提 出其未来发展的方向 。 关键词:M_ n铁氧体 ;低温烧结 ;助烧剂 r l Z
f ri n i e l cr d s t e k y t c iv h e h q e o a sv n e r td c mp n n s n t i p p r h e r e a d s v r e e to e i h e o a h e e t e t c niu f p s ie i t g a e o t l o e t.I h s a e,t e f c o swh c f e c el w e e au e s trn f n e r ea e a ay e , h ea i e a h e e n b u w a t r ih i l n et o tmp r t r i ei g o Zn fr i r n l z d t er lt c iv me t o t o n u h n M t v a 1 t mp r t r O fr d M n e r e r u d t e p e e t wo l s i t d c d e h t al .L sl ,t e d v lp n e eaue C — e i Zn f ri a o n h r s n rd i n r u e mp ai l t o c y at y h e eo me t t n e c flw mp r t r O f e n ert s sme t n d e d n yo o t e e a u eC - r d M Zn f ri n i e . i ei o

锰锌铁氧体技术进展

锰锌铁氧体技术进展

干法和湿法两种 , 它们都有各 自的优缺点 , 随着湿法制备技 术 的不 断完善 , 采用湿法 制备高端铁 氧 体将会 越来 越多。铁 氧体 的改性也是研究 的热点 , 目前 主要集 中于烧结 以及掺杂和微晶化等方 面。
关键词 : 锌软磁铁氧体 ; 法 ; 法 ; 锰 干 湿 改性
中图分类号 : F 1 T 11
4 2
湖南有 色金属
H U NA N ONFERRO US M ETA LS N
第2 8卷 第 3期
21 0 2年 6月


料・
锰锌铁氧体技术进 展
谭 令 陈海清 唐朝波2 , ,
(. I 湖南有 色金属研 究院, 湖南 长沙 4 0 1 ; .中南大学冶金科 学与工程 学院, 10 5 2 湖南 长沙 4 0 8 ) 10 3 摘 要: 介绍 了锰锌铁氧体的用途 以及 目前主要的研究方 向。 目前制备锰 锌铁氧体 的方法 主要 有
文献标识码 : A
文章编 号 :0 3 5 0 2 1 )3— 0 2 4 10 —5 4 (0 2 0 0 4 —0
锰锌 铁 氧体是 一种 以 Fz 主要 成 分 的氧 化 eO 为 物磁性 材 料 , 一 般 分 子 式 可 以 表 示 为 MO・ e0 其 F2
电视 的发 展 , 率 铁 氧体 成 了近 年来 软 磁 铁 氧体 材 功
料 的一 个研究 热点 。 日本 T K公 司早 在 2 纪 9 D 0世 O
( 晶石型铁氧体 )其 中 M为 2价金属元 素。铁氧 尖 ,
体 具有 起始 磁 导 率 高 、 顽 力 小 、 矫 电阻 率 高 的特 点 ,
年 代初 、 中期 就推 出了用 于开关 电源 的 P 4 频低 C 4高 功耗材 料 ( 性能 在 工作 温 度 下小 于 4 0rW/ ) 其 1 o g 和 用 于 制作 回扫 变 压 器 的 H 8低 功 耗 材 料 ( 性 能 Y3 其
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N 2 2 bO5v O5的联 合 掺 杂㈣ ,提 高 了烧 结 密度 ,降 低 损耗 , 过量 的加 入会 导致 晶粒 的异常 长大 , 但 对
a d s o a t sN nig2 0 1 n A t n ui , ajn 1 0  ̄C ia r c hn
A b t a t h lcrc la dm a n t rp r e fM n ertsaed tr n db tr lc mp n n n s r c :T eee tia n g ei p o et so Zn fri r eemie ymaei o o e ta d c i e a
mir sr c u e T e mir sr c u e o n ert s d p n e to h tra o o i o , r p ai n tc n l g c o tu t r . h co tu t r fM Zn fri i e e d n n t e mae i l mp st n p e a t h o o y e c i r o e a d d p n . o e t i a ia o o i o , h c o t cu ea d ee ti a, g e cp o e t sc n b fe t ey n o i g F ra c ran b sc c mp st n t emi r sr tr lc r l ma n t r p ri a ee c i l l i u n c i e v
n n —xd s o ig a o o ie p n d
1 引 言
Mn n软 磁铁 氧体 材料 是 品种 最 多 、应 用最 广 Z
发 中最 受关 注和 最活跃 的领域之 一 。 由于这类 材料
在 结构 上形 成 了细小 的颗粒 , 因而 具有 比较 高 的电
的一类 磁性 功 能材料 …。随着 2 1世 纪信 息技术 和
s meh l f l e e e c . o ep u f r n e r
Ke y wor :Mn np we ri ; ma ei rp ris ta i o a xd sd pn ; r ee rho ie o ig ds Z o rf rt e e n c g t p o ete; rdt n l ie o ig i o r a at xd s pn ; d
用 MnZ .n铁 氧体 磁环 制作 的脉冲 变压 器 ,它具有
计算机 、 通讯、彩 电、录像机、办公 自 动化及其它
电子 设备 中一类 不可 缺少 的组 件L4 3j '。 功率铁 氧体 主要 在 3 MHz以下使 用 ,是 Mn n Z 铁 氧 体 中产 量最 大 的一种 , 它是 当前 软磁铁 氧体 研
发展趋 势 。
和 回扫 变 压器 ,逐 步 发 展 到 用 于 高频 ACDC、 - D . C 变 压 器 和 便 携 式 信 息 终 端 的 适 配 变 压 器 CD 中。这 对功 率铁氧 体 材料 提 出 了更高 的要 求 ,不 仅 要求 在 高频下 功耗 很低 , 要求 具有 良好 的直 流 叠 还
铁氧体材料研 究的重要 内容 。文章 综合介 绍 了常见化合 物、稀 土氧化 物和纳米氧化物等微量掺杂物的作用和对
MnZ -n功率铁 氧体 电磁性 能的影响 。根据 目前的发展现状 ,指 出了 MnZ - n功率铁氧体材料的研 究方向。以期对 功率铁氧体材料的微 量添加研 究提供有益 的参 考。 关键词:Mn n功率铁 氧体 ;磁性 能;常见氧化物添加;稀土氧化物添加;纳米氧化 物添加 Z 中图分类号:T 7 1 M2 7. 文献标识码 :A 文章编号:10 .8 02 0 )20 0 .4 0 1 3 (0 90 .0 60 3
表 1 常见化合物添加剂对Mn n Z 铁氧体材料性 能影响
近年 来 也 出现 了一些 复合 掺杂 的报 道 。 铁氧 对 体 联合 添加 C O SO2 O2的研 究 【J 明 ,随着 a .i . Hf 】表 j l Hf 2 O 含量 逐渐 增大 到 04 %,铁氧 体密度 逐 渐增 . wt 大 ,但是 过量 Hf 2 O 的加 入将 导 致密度 减 小 。Hf 2 O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 常见化合物的添加
对功 率铁氧 体 显微结 构 的基 本要 求是 晶粒尺 寸 较 小,均 匀完整 ,晶粒 内部气孔少 ,整体密度 高,晶 粒 高纯 度 , 无缺 陷、杂质 和 内应力 小,而 晶界则分布 高阻层 杂质 , 且气孔相应较 少 。 常见化合物添加剂对
Mn n功 率铁氧体材料性 能的影响综合列 于表 1 Z 。
T e f n t n a d t e e e t f t e d p n f t d t n l o i e ,r r a t x d s a d n n — x d s o g ei h u ci o n h f c s o o i g o r i o a x d s a e e r o ie n a o o i e n ma h a i h n t c p o e i so n Zn p we e rts h v e n i to u e . c r i g t e r c n e e c i a i n f al o sb e r p r e fM — o rf ri a e b e nr d c d Ac o d n o t e e t s a h s u t , n l p s i l t e h r r t o i y d r c in o x e ln o r e rtsd v l p n a eas ep i t d o t T ea t e sh p a i p p r al fo d ie t sf re c l t we ri e eo me t v lo b on e u . h h r o et t s a e l a r o e p f e h n h t h C
加特性和高的饱和磁感应强度【。因此 ,如何进一 7 】
步提 高 Mn n功率 铁氧 体材 料 的 电磁 性 能 , Z 已成 为
当今 软磁铁 氧 体材 料所 面 临的重 要 问题 。 而适 当微
量元 素 的添 加 能 够有 效 地 改 善 材 料 的 电性 能和 磁 性 能,这 已经 成为 功率 铁氧 体 的研 究热 点 。本 文综
电子产 品数 字化 的发 展 , 件 向着 小型化 、 器 片式化 、
高频化 、高 性能 、低 损耗 的方 向发 展l,这 对 软磁
阻率,降低了功率损耗 , 提高了使用频率。 这类铁
氧 体材 料具 有高 饱和磁 感应 强度 、 高起 始 磁导率 、
低 损耗 ,且价格 低等 特 点 ,在商业 上 具有重要 的应
i rv db o ig T eeoe d pn df ain i n i o tn ee rha p c n tesu yo ri tr l. mp o e y d pn . h r fr, o igmo i c t sa mp r t sac s e to td ff r emaei s i o a r h e t a
MnZ .n功率铁氧体微 量添加物 的研 究进展
章 顺利 ,王寅 岗
( 南京航空航天大学 材料科学与技术学院,江苏南京 20 1 ) 106
摘 要 :铁氧体材料宏观 电磁特性取 决于材料 的成 分和微观 结构 。特定微 观结构的获得 取决于材料配方 、
制备工艺及掺杂 。对 于一定 的基本 配方,掺 杂能够有效地 改善材料 的微观 结构 和电磁 性能 ,因此 ,掺 杂改性是
2 0 W/ 。这 主要 是 因为 T L离 子和 N 5离子在 6 k m3 2 5 b+ 晶界 上 置换稀 释 了 F 2,抑 制 了 F + e+ e+ e F 2的 e+
06 %时,就会 阻碍 晶粒 的生长 。这 可能 是 由于不 . wt 能 融入 尖 晶石 晶 体 结构 中多 余 的铪 或形 成 的铪 相
JM a nM a e g t rDe ie V l 0 No2 vc s o4
作 者通 信:Ema : l o n 0 6 ao . m. — i wiy u g 0 @y h ot c l l o n

低频 开 关 电源 、 收音 机 等视 听 设备 中 的功率变 压 器
合介 绍 常见化 合物 、 土氧 化物 和纳 米氧 化 物等添 稀 加物 的作 用和 对材 料 性 能的影 响 , 并分析 该 研究 的
的 加 入 能 够 促 进 晶 粒 的 生 长 , 当 添 加 量 大 于
S O20 n [] 添 加 剂 对 功率 铁 氧 体损 耗 的影 响研 究 2 多种
发 现 ,功 率损耗 主 要取 决于 烧 结温度 以及 C O 和 a so 的添 加 量 ,而 Nb0 和 S o 对 功率 损耗 的影 i2 25 n2 响较 小 。上 海大 学 的宋 晓 敏等 人 【J 用 C C 、 2采 I a O3 N 2 、V O5 aO5 i 、TO 组合 的几 种化 合 b05 2 、T 2 、SO2 i2 物 添 加 剂 进 行 掺 杂 , 结 果 发 现 采 用 C C 3 a05 2 5比 C C 一i2 更有 效地 降 a O- 2 - O T Nb a O3 O 能 S 低 涡 流 损 耗 , 并 在 10 时 具 有 最 低 损 耗 : 0℃
偏 聚在 晶界 处 , 阻碍 晶粒 生 长 。Mo . a O O3 C 3L C l
能有 效改善 Mn n铁 氧 体 的微 观 结构 , Z 提高 材料 的 起 始磁 导率 ,降低 比损耗 因子 。C O. O5l能提 a v2 【J 7 高磁 导率 ,改善材 料 的微 观 结构 ,细化 晶粒 ,降低 气 孔 率 ,提 高晶界 电阻率 ,降低损耗 。掺 杂 Nb0 25 对 晶粒 有细 化 、均 匀化 以及 结构 致密 化 的作用 。而
I e tg to o r s f o i nM n- we r ie nv si a i n Pr g e so p ngi D Zn Po rFe rt s
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