高B_s锰锌铁氧体温度及直流叠加特性研究

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随着电子信息技术的飞速发展,对电子器件提出了更高的性能要求。应用于其中的磁心要实现小型化,必须解决高温高频环境下的散热问题,这要求磁心功耗要低;在高温、高直流叠加环境中,确保磁心不快速达到饱和状态,磁导率不会过快减小,不仅要求磁心具有较高Bs,还要有优异的直流叠加特性和良好的频率特性。论文主要是借助产业化平台研究离子含量变化、添加剂含量变化对材料温度、频率和直流叠加特性的影响。(一)高Bs低损耗锰锌功率铁氧体材料分子组成为Mn0.872-xZn0.128Fe2+xO4铁氧体材料,随着Fe2+离子含量x的增多,磁导率μi二峰和功耗Pcv谷点温度向低温方向偏移;适量的Fe2+离子有助于叠加特性的提高。分子组成为Mn0.910-xZnxFe2.090O4.000铁氧体材料,随x增大,截止频率fr先减小后增大;μi随叠加直流的增大先升高后逐渐下降,下降到一定程度后趋于平缓,接近饱和状态。分子组成为Mn0.782-xZn0.128TixFe0.09+2x2+Fe2-2x3+O4的铁氧体材料,非磁性Ti4+离子含量x的增大,并未使材料Bs减小,反而增大,μi一直增大,磁导率二峰和Pcv谷点温度逐渐偏移至低温。分子组成为Mn0.782-xZn0.128SnxFe0.09+2x3+Fe2-2x3+O4的铁氧体材料,Sn4+离子的取代,可以细化晶粒,提高材料的频率特性和直流叠加特性。添加适量的MoO3,形成液相烧结,提高密度,增大Bs;过量则导致晶粒异常长大,气孔数增多。添加适量Nb2O5可以促进晶粒完整生长,降低损耗;过量的Nb2O5会导致晶粒异常长大,晶粒内留存大量气孔。(二)超高Bs锰锌铁氧体材料分子组成为Mn0.506-xZn0.244NixFe2.250O4的铁氧体材料,随x的增大,磁导率二峰向高温方向偏移,直流叠加特性变差。分子组成为Mn0.653-xZn0.244Fex2+Ni0.103Fe2O4铁氧体材料,随着x的增大,μi、Bs均减小,Pcv一直增大。添加剂TiO2富集于晶界处,起阻碍晶粒生长、细化晶粒的作用,材料频率特性和直流叠加特性得到提高。
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