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國(guó)內(nèi)外高飽和磁通密度的MnZn磁心材料技術(shù)狀況
來(lái)源:國(guó)際新技術(shù)資料網(wǎng)
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作者:泛舟
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發(fā)布時(shí)間: 2014-06-23
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個(gè)人電腦、網(wǎng)絡(luò)通訊、信息家電、汽車電子等IT技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)電子器件提出了愈來(lái)愈高的要求。隨著電子器件的小型化和高效率化，在電氣電子設(shè)備中對(duì)小型、高效率的變壓器的需求越來(lái)越大。特別是作為車用變壓器線圈產(chǎn)品的MnZn鐵氧體磁心材料，為了使之在外界氣溫變化和發(fā)動(dòng)機(jī)室發(fā)熱等惡劣溫度條件下也能起作用，除了要求在高溫下功耗低外，還要求在高溫條件下能保持很高的飽和磁通密度（Bs)。而且普通的電氣電子產(chǎn)品所用的線圈產(chǎn)品如果使用具有高飽和磁通密度的MnZn磁心材料，也同樣可控制因自發(fā)熱等造成的飽和磁通密度的下降，并能實(shí)現(xiàn)線圈的小型化設(shè)計(jì)。
近幾年來(lái)，各大鐵氧體公司競(jìng)相提高錳鋅鐵氧體材料綜合性能，使這種基礎(chǔ)功能材料的發(fā)展出現(xiàn)了勃勃生機(jī)。高Bs材料也就是功率鐵氧體材料，其飽和磁通密度Bs越高，則磁心處于正常工作狀態(tài)時(shí)越不容易飽和。新的設(shè)計(jì)理念不再偏重使磁心在高磁通密度下工作以降低銅線繞組功耗，因?yàn)镸n-Zn鐵氧體磁心在這種情況下功耗會(huì)急劇增大，繞組功耗的降低遠(yuǎn)不能抵償磁心材料功耗的增加。所以，新的設(shè)計(jì)理念是以低的交流勵(lì)磁電平而不再以高的勵(lì)磁電平激勵(lì)元件，即讓磁心工作在“可用磁通密度”，而不是硬飽和狀態(tài)，以避免磁通密度處于磁滯回線非線性區(qū)域時(shí)導(dǎo)致磁導(dǎo)率陡直下降，磁心繞組因阻抗降低而惡性發(fā)熱甚至燒毀。一般“可用磁通密度”為飽和磁通密度的80%，提高Bs的途徑不外乎調(diào)整工藝，如提高磁心密度和優(yōu)選配方及有效添加物。
近兩年來(lái)，國(guó)內(nèi)外廠家在提高Bs，特別是高溫Bs方面，不遺余力的推陳出新，取得了不少出色的成果。如德國(guó)EPCOS和荷蘭Philips公司去年推出的N45和3B46材料，其常溫Bs為550mT，100°C時(shí)為435mT；荷蘭Philips公司改進(jìn)后的3C92材料，常溫Bs為540mT，100°C時(shí)達(dá)460mT，140°C時(shí)尚達(dá)400mT；日本FDK公司去年推出的4H45和4H47材料，100°C時(shí)Bs分別為450mT和470mT；日本TDK公司去年推出PC95后，今年又適應(yīng)市場(chǎng)需求推出了寬溫高BsPC90材料，其常溫Bs為540mT，100°C時(shí)為450mT，且100kHz、200mT、100°C狀態(tài)下功耗為320mW/cm3；東磁公司DMR2KP及DMR1.2KH材料高溫Bs分別為460mT和470mT,已接近FDK公司4H47和Philips公司3C92水平。在功率鐵氧體材料市場(chǎng)拓展方面，各公司真可謂你方唱罷我登場(chǎng)，使出了渾身解數(shù)。高μ材料常溫Bs值也刷新到了430?450mT的水平，除改善直流疊加特性外，還大大降低了裝配壓力對(duì)磁心電感的影響。
當(dāng)然，Bs，特別是高溫Bs的提高，不僅僅是為了傳輸更大的功率，同時(shí)還可以大大改善磁導(dǎo)率的直流疊加特性。
目前現(xiàn)有批量生產(chǎn)的高Bs低功率鐵氧體材料，一般Bs(IOO0C、1194A/m)只能達(dá)到390mT左右，功耗與PC40相當(dāng)。
據(jù)恒志信網(wǎng)消息：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，國(guó)內(nèi)最新研制成功一種同時(shí)具備高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（Bs)、低功率損耗性能的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的軟磁錳鋅鐵氧體材料配方。
新技術(shù)的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的軟磁錳鋅鐵氧體材料，該材料包括主料和微量添加物，主料包括：氧化鐵50-55%，氧化鋅5-10%，氧化錳36-43%；微量添加物選自Nb205、V2O5,TiO2,NiO,CaCO3中的2種或者2種以上，其加入量為材料總重量的600-3000ppm。制備方法包括步驟：
(1)混合：按原料中主料配方的組分和摩爾百分含量，采用強(qiáng)混機(jī)混合l-3h得到含主料的粉料；
(2)預(yù)燒：將上述粉料投入回轉(zhuǎn)窯預(yù)燒，預(yù)燒溫度在900?1100°C，預(yù)燒時(shí)間為40?70分鐘，控制混和粉料流量為3-5公斤/分鐘，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速為5?20轉(zhuǎn)/分鐘，使紅色的混和粉料初步發(fā)生固相反應(yīng)，并使混和粉料由紅色轉(zhuǎn)變成黑色混合物；
(3)粗粉碎：將上述預(yù)燒得到的黑色混合物采用振動(dòng)球磨機(jī)進(jìn)行粗粉碎，粉碎時(shí)間為30?60分鐘，使粉料粒徑大小分布均勻，用水沖法過(guò)200目篩網(wǎng)過(guò)篩；
(4)砂磨：將上述過(guò)篩后的粗粉碎含主成份的黑色粉末與微量添加物在砂磨機(jī)中進(jìn)行砂磨，整個(gè)砂磨時(shí)間為40?120分鐘，得到細(xì)粉碎后含主成份的黑色粉末；
(5)制漿：砂磨過(guò)程結(jié)束時(shí)，將細(xì)粉碎后含主成份的黑色粉末在制漿桶里攪拌1-2小時(shí)使其料漿充分?jǐn)嚢杈鶆颍偻度肽z水和消泡劑，膠水和消泡劑的總加入量為料漿的0.5?lwt%；
(6)噴霧干燥：經(jīng)過(guò)制漿后的漿料，控制進(jìn)口溫度在290°C?350°C，出口溫度在8o°c?iio°c下通過(guò)噴霧造粒塔噴成表面干燥、中間濕潤(rùn)、具有良好流動(dòng)性與分散性的顆粒，即得產(chǎn)品。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，新技術(shù)利用廉價(jià)的原材料，通過(guò)調(diào)整材料配方、摻雜及窯爐氣氛，可以生產(chǎn)同時(shí)具備高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（Bs)、低功率損耗性能的軟磁錳鋅鐵氧體材料KP4A。新技術(shù)的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的軟磁錳鋅鐵氧體材料KP4A材質(zhì)既有較低的功率損耗又兼顧了高溫高Bs，其高溫Bs為420mT100°C，100°C時(shí)PCV為350KW/m3，比傳統(tǒng)PC40的功耗及Bs均有提高。填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)磁性行業(yè)的空白，有著廣闊的市場(chǎng)前景。
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1、拓寬企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)思路、掌握最先進(jìn)的工藝配方，創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，品牌戰(zhàn)略、營(yíng)銷策略、產(chǎn)品策略；
2、開(kāi)發(fā)研制新產(chǎn)品，參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)
3、利用知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，增強(qiáng)其知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造、利用、管理與經(jīng)營(yíng)能力
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