超低功耗MnZn铁氧体研制.pdf

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名: 日期: 年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名: 导师签名: 日期: 年月日摘要 I 摘要本论文采用氧化物陶瓷工艺制备超低功耗MnZn铁氧体,系统研究了主配方、预烧淬火、添加剂、二次球磨时间及烧结气氛对MnZn功率铁氧体微观结构和磁性能的影响,并研制具有高起始磁导率、高饱和磁感应强度、高居里温度、超低功耗MnZn铁氧体。对于起始磁导率为3300±25%,在25~120℃范围内功耗均小于350kW/m 3 (100kHz、200mT条件下)的MnZn功率铁氧体材料,适宜的三元系配方组成为 Fe 2O 3:MnO:ZnO=::14(mol%);Sn取代可以显著改善MnZn铁氧体的微观结构和磁性能,%时,MnZn功率铁氧体室温下的起始磁导率和饱和磁感应强度达到最大值,功率损耗达到最小值,而当Sn取代量为 %时,MnZn功率铁氧体具有较好的宽温特性;淬火温度升高,粉粒内被冻结的应力能增大,活性增高,烧结时容易出现二次晶粒长大,使得晶粒尺寸分布不均匀,气孔率增大,材料的微观结构变差,起始磁导率降低,磁芯损耗上升, 而粉料预烧后随炉缓慢冷却至室温制备的MnZn功率铁氧体材料具有较好的微观结构和磁性能;随着ZrO 2添加量的增加,MnZn功率铁氧体的平均晶粒尺寸一直增大,气孔率先减小后增大,起始磁导率和饱和磁感应强度则先上升后下降,并在ZrO %时,二者均达到最大值。总损耗P cv、磁滞损耗P h和涡流损耗P e均先减小后增大,%ZrO 2时,总损耗P cv、磁滞损耗P h和涡流损耗P e均达到最小值。当添加量≤%时,Co 2O 3对MnZn铁氧体的微观结构没有显著的影响,但由于Co 2+离子具有正的磁晶各向异性,能够在宽温范围对MnZn铁氧体负的磁晶各向异性进行补偿,使得室温下MnZn铁氧体的起始磁导率增加,P cv~T曲线逐渐变得平坦,因而可在宽温范围内得到低的功率损耗; 适当的二次球磨时间,可控制粉体活性,使烧结过程中晶粒均匀生长,降低气孔率,提高密度,从而提高MnZn铁氧体的磁性能,而过长或过短的二次球磨时间都会对MnZn铁氧体的微结构和磁性能造成不良影响。随着二次球磨时间的增加, 铁氧体的μ i~T曲线Ⅱ峰及最低损耗所对应的温度点向低温移动,当二次球磨时间为2h时,MnZn铁氧体的起始磁导率达到最大值,且在25~120℃宽温范围内具有超低的损耗;采用平衡气氛烧结的MnZn铁氧体的晶粒较小且均匀性较差,在晶粒内部和晶界处存在较多的气孔,磁性能较差;而采用二次还原气氛烧结,可促摘要 II 使MnZn功率铁氧体固相反应充分进行,晶粒均匀、致密长大,气孔减少、密度提高,起始磁导率和饱和磁感应强度增大,损耗降低。在课题组已有的研究基础上,通过优选原材料、优化配方、添加剂和制备工艺,最终制备出起始磁导率高达3300,在25~120℃宽温范围内总损耗均小于 350kW/m 3的超低功耗MnZn铁氧体。关键词:MnZn铁氧体,微结构,起始磁导率,饱和磁感应强度,功率损耗 ABSTRACT III ABSTRACT In this dissertation, low loss MnZn power ferrites were prepared by conventional oxide ceramic process. To seek after the effective way of preparing high permeability (μ i), high saturation ic induction (B s), high curie temperature (T c)and low losses MnZn ferrites, the influences of main compositions, quenchingafter calcination, additives,