R12K高导MnZn铁氧体制备技术研究

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随着社会的进步,越来越多的电子产品向小型、轻量、节能环保方面发展。器件大小决定电子整机系统大小,只有器件的体积小,元件损耗和所占空间才小。对于磁性材料而言,在相同电感的条件下,磁导率越大的材料所需绕线的匝数越少,可以有效地减小导线的损耗,减小器件和整机体积,因此器件小型化、轻量化就要求材料具有高磁导率的特性。此外,电磁干扰(EMI)是现今电子产品必须要克服的问题,阻抗较高的高磁导率软磁铁氧体可以有效地吸收干扰信号,解决电磁干扰问题。由于高磁导率材料研发制备环境要求严格,所以国内外的研究都注重实验室和大生产的同步进行。本文基于产业化生产设备,制备高性能的MnZn铁氧体材料,研究了原材料、配方、添加剂、球磨时间、预烧温度、烧结温度等因素对铁氧体显微结构和磁性能的影响。研究结果表明:高纯度的Fe2O3可以制备高起始磁导率,磁性能优越的MnZn铁氧体,选用配方Fe2O3:ZnO:MnO=51.5:22:26.5mol%,可以获得较高的磁导率。通过研究添加剂,发现CaO可以改善材料磁导率的频率特性、温度特性,特别对阻抗特性的改善尤为明显;MoO3则可以大幅的提高材料的起始磁导率;V2O5既提高材料起始磁导率又改善材料的综合磁性能,而Nb2O5的添加使材料的起始磁导率下降,但Q值增大。在制备工艺中,预烧温度和二次球磨时间影响粉料活性,控制晶粒的生长速度,改善材料显微结构,烧结温度通过影响固相反应速度从而影响晶粒的生长。因此,采用合适的制备工艺(预烧温度、二次球磨时间、烧结温度),才能得到晶粒尺寸大,显微结构均匀致密的铁氧体材料。通过采用合理的配方及制备工艺,可以制备出频率特性良好的高磁导率MnZn铁氧体,当频率为10kHz时,起始磁导率为12000,频率升高到200kHz时,起始磁导率尚达10000,同时该材料具有良好的温度特性和阻抗特性。
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