MnZn功率鐵氧體的復(fù)合摻雜研究.pdf

1、在電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的21世紀(jì)，人們對電子信息設(shè)備的要求越來越高。具體到開關(guān)電源用鐵氧體材料，為了適應(yīng)綠色節(jié)能這個時代的要求，必須研制低功耗鐵氧體。為了使開關(guān)電源在室溫、工作溫度都具有較低功耗，或者能在特殊環(huán)境下正常工作，就要求鐵氧體具有良好的溫度穩(wěn)定性，能在各個溫度點(diǎn)獲得較低的功耗。為了減小開關(guān)電源的體積，則要求鐵氧體具有較高的起始磁導(dǎo)率。
　　本文采用固相法制備MnZn功率鐵氧體，采用主配方為Fe2O3：MnO：ZnO=52

2、.3:35.93:11.77(mol％)進(jìn)行配料，經(jīng)過一次球磨、預(yù)燒、摻雜、二次球磨、造粒、成型、氣氛燒結(jié)等工藝制備了MnZn鐵氧體磁環(huán)。燒結(jié)溫度為1350℃，保溫4小時，保溫段平衡氧分壓為4％，降溫階段初期緩慢降溫，以避免鐵氧體性能下降。至1050℃自然降溫，氧分壓一直下降，最低降至103ppm。
　　論文采用SEM觀察了磁環(huán)斷面的微觀形貌，使用XRD分析了晶粒結(jié)構(gòu)，利用阿基米德排水法原理測量樣品磁環(huán)密度，數(shù)字電橋測量磁環(huán)電感量

3、后計算得到了鐵氧體起始磁導(dǎo)率，使用BH分析儀測試磁環(huán)在25℃、60℃、80℃、100℃下的功率損耗和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。
　　本文重點(diǎn)研究了Ca2+、Si4+、Co2+、Sn4+、Ti4+等離子的摻雜對MnZn功率鐵氧體的影響，還研究了ZnO含量、成型壓力、Co2+和Ti4+一次二次摻雜對MnZn功率鐵氧體的影響。采用1:1的比例添加CaCO3-SiO2通過觀察鐵氧體斷面微觀形貌，找到最佳添加量為0.04wt％CaCO3、0.024w

4、t％SiO2。在確定CaCO3與SiO2最佳量的基礎(chǔ)上，研究Co2+離子摻雜的影響，本文擴(kuò)大了Co2+的摻雜范圍從0.2mol％～0.5mol％，得到了結(jié)論，隨Co2+添加量的增加，μi～T與Pcv～T曲線Ⅱ峰位置均逐漸向低溫移動，且Pcv～T曲線逐漸變得平坦，Co2+對MnZn鐵氧體磁性能的溫度穩(wěn)定性有重要作用。Sn4+離子能起到降低鐵氧體功耗的作用，通過Sn4+離子的添加量對比實(shí)驗(yàn)，確定了最佳添加量為0.2mol％，此時，晶粒生長均

5、勻、氣孔較少，室溫起始磁導(dǎo)率達(dá)到2720，損耗為531 kW/m3。
　　在確認(rèn)摻雜離子的最佳量后，本文優(yōu)化了對主配方影響對大的ZnO的含量。通過改變ZnO在主配方中的摩爾比從11mol％～14mol％，確認(rèn)了12mol％最佳比例。在添加0.04wt％CaCO3，0.15wt％Co2O3，0.2wt％SnO2條件下，得到了ZnO=12mol％下，MnZn功率鐵氧體的起始磁導(dǎo)率μi=2209，最低的損耗Pcv=509.2kW/m3，