宽温低损耗Mn-Zn铁氧体材料开发

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与大多数低损耗功率铁氧体材料不同,宽温低损耗铁氧体材料不仅限于在某一特定的温度附近具备较低损耗,而是在较宽的温度范围内具备较低的损耗,从而降低待机功耗、并可以在高温或低温等环境下使用。本文通过研究主组成、添加剂对材料磁性能、温度特性以及可靠性的影响,制备了高可靠性的宽温低损耗MnZn铁氧体材料。主要研究内容和结果如下:(1)主配方中Fe2O3和ZnO含量对材料磁性能的影响:在ZnO量不变的情况下,随着Fe2O3含量增加,样品饱和磁通密度Bs逐渐增大,磁导率μi则先增大后减小,磁损耗Pcv先降低再上升,同时磁损耗的谷底温度降低,Fe2O3的含量为53.15mol%时材料在0-100℃的温度范围内Pcv均保持在400kW/m3左右(100 k Hz,200 mT),具有较好的宽温性能。在Fe2O3量不变的情况下,随着Zn O含量增加起始磁导率μi先增加后减小,损耗Pcv则是先减小后增大。(2)Co2O3添加对MnZn铁氧体宽温特性影响:随着Co2O3添加量的增加,功率损耗的温度特性曲线趋于平缓,Co2O3添加量4000ppm时功耗温度特性最好。(3)TiO2对MnZn铁氧体材料可靠性的影响:随着TiO2添加量的增加,损耗Pcv、起始磁导率μi在加速实验(200℃下贮存96h)后的变化率逐渐减小,TiO2的添加量在2000ppm时损耗Pcv变化率小于5%。通过主配方的优化和添加剂的调整,得到了高可靠性的宽温低损耗MnZn铁氧体材料,其主要性能指标如下:在-20℃到100℃范围内,Bs达到460mT(1194A/m),Pcv min小于330kW/m3(100k Hz,200mT);可靠性试验(200℃下贮存96h)后损耗Pcv的变化百分率小于5%。
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