MnZnFeCo四元系MnZn功率铁氧体的研究

【摘要】电子器件小型化、轻量化的发展，对电子器件的核心部件-MnZn功率铁氧体磁芯提出了更高的要求：工作频率越来越高、高温饱和磁感应强度高、损耗尽可能低。而节能环保的倡导更促进了具有宽温低功耗综合特性的高性能MnZn功率铁氧体的迅速发展，高性能MnZn功率铁氧体已经成为国内外许多公司研究的重点方向。本文主要通过离子取代的方法来制备具有优良特性的MnZn功率铁氧体。首先对MnZn功率铁氧体的一些磁性基本理论和参数进行简要介绍，并对氧化物陶瓷法工艺流程及原理进行了扼要分析。然后研究了主配方的选取和添加剂对材料性能的影响，在主配方的选取上，主要研究了不同Co取代含量对MnZn功率铁氧体晶相、微观结构和磁性能的影响，从中选出适宜的配方。研究显示：Co取代对MnZn功率铁氧体的晶相结构、磁导率和损耗都有一定的影响；随着Co取代含量的增加，MnZn功率铁氧体的晶格常数K1先减小后增大，饱和磁感应强度是先增大后减小，室温下磁导率随着Co含量增加而增大，损耗最低点对应的温度移向低温；SnO2的掺杂会在烧结过程中形成液相，促进晶粒生长，提高起始磁导率，由于Sn4+离子的高价原因，可以束缚部分Fe2+离子，提高样品的电阻率，涡流损耗下降；随着Ta2O5含量的增加，MnZn功率铁氧体的样品晶粒尺寸随之增大，起始磁导率先上升后下降，功率损耗则成相反趋势，当Ta2O5含量为0.04wt%时，起始磁导率达到最大值，功率损耗降到最小；Nb2O5主要富集在晶界，适量的Nb2O5掺杂会使晶界厚度增大，材料的电阻率提高，从而使涡流损耗下降，另外Nb2O5的添加使得Fe2+含量增加，MnZn功率铁氧体的磁晶各向异性常数K1降低，磁导率上升，磁滞损耗下降，ui~T曲线的Ⅱ峰移向低温，适宜的Nb2O5添加量为0.02wt%；复合掺杂0.03wt%TiO2+0.02wt%Nb2O5可以使样品气孔率降低，致密度提高，提高磁导率，降低损耗，并且表现出良好的温度稳定性；最后研究了预烧温度对MnZn功率铁氧体性能的影响，在1320℃烧结温度下，当预烧温度为900℃时，材料的微观结构最好，磁性能最佳。
【作者】张强原；
【导师】周继军；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】MnZn功率铁氧体；Co取代；磁性能；微观结构；添加剂；预烧温度；

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