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高頻低損耗MnZn鐵氧體成為研究新熱點
來源:國際新技術(shù)資料網(wǎng)
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作者:泛舟
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發(fā)布時間: 2014-06-23
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隨著電力電子器件高頻化、小型化、輕薄化的發(fā)展趨勢，對MnZn鐵氧體提出了更高的要求。高性能MnZn鐵氧體應(yīng)具有均勻、細小、致密的微觀結(jié)構(gòu)，需要添加摻雜物質(zhì)，使其聚集于晶界處提高晶界電阻，降低損耗。
近年來，隨著納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，MnZn鐵氧體納米粉體制備技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。以納米粉體作原料，經(jīng)過成型、燒結(jié)，制備具有理想微觀結(jié)構(gòu)的高頻低損耗MnZn鐵氧體成為研究新熱點。
MnZn鐵氧體納米粉體相對于普通鐵氧體粉體而言，由于其表面具有較多的原子數(shù)及表面原子具有大量不飽和鍵等特點，使得MnZn鐵氧體納米粉體具有較高的表面活性，從而產(chǎn)生大量團聚。具有較多團聚體的MnZn鐵氧體納米粉體在成型過程中，容易出現(xiàn)密度分布不均勻，進而造成燒結(jié)體的密度不均勻，性能較差。因此，如何減少和消除團聚體，對于錳鋅鐵氧體納米粉體來說，具有重要意義。
然而，目前研究的重點偏重于控制燒結(jié)工藝及主成份和摻雜，基本上沿用傳統(tǒng)氧化物燒結(jié)法制備鐵氧體的成型方法，致使素坯密度低，燒結(jié)體微觀結(jié)構(gòu)不理想。如：由納米晶MnZn鐵氧體粉體直接制備高頻低功耗材料的制備方法，該技術(shù)的關(guān)鍵在于其燒結(jié)工藝，采用液體摻雜，素坯密度為2.4g/cm3，經(jīng)1150°C度燒結(jié)，燒結(jié)體密度為4.77g/cm3；再如：具有高電阻率和低損耗的納米晶錳鋅鐵氧體材料制備方法，該技術(shù)球磨時間長（100-120小時）、不摻雜，電阻率高達3200Qm，說明其燒結(jié)體內(nèi)部為疏松多孔結(jié)構(gòu)。
據(jù)恒志信網(wǎng)消息：針對當(dāng)前用納米粉體制備MnZn鐵氧體時，存在成型密度低、分布不均勻，進而造成燒結(jié)體微觀結(jié)構(gòu)不均勻、性能較差的不足，國內(nèi)最新研制成功一種通過添加硅烷偶聯(lián)劑制備MnZn鐵氧體的方法。該方法采用在MnZn鐵氧體納米粉體成型時均勻混入硅烷偶聯(lián)劑，利用可水解基團與納米粉體表面有較好的反應(yīng)性，均勻包覆納米粒子形成典型的核殼結(jié)構(gòu)，最后加入有機粘結(jié)劑，使殼的最外層R與高分子聚合物穩(wěn)定結(jié)合，發(fā)揮硅烷偶聯(lián)劑“分子橋”作用。添加硅烷偶聯(lián)劑能有效減少粒子團聚，充分分散粘結(jié)劑，提高粉體的分散性和流動性，有利于提高成型密度和成型均勻性，進而燒結(jié)出密度高和結(jié)構(gòu)均勻的制品。在后續(xù)的燒結(jié)過程中，偶聯(lián)劑中的其它原子會形成氣體而揮發(fā)，留下硅元素于MnZn鐵氧體內(nèi)，富集于晶界處提高晶界電阻，降低損耗，起到摻雜效果，提高制品磁學(xué)性能。
因此，錳鋅鐵氧體中加入的硅烷偶聯(lián)劑具有一劑多用的特點，其不僅能減少錳鋅鐵氧體納米粉體的團聚，又能在燒結(jié)的過程中起到摻雜的作用，提高了錳鋅鐵氧體的密度和磁性能，改善了錳鋅鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)。另外，硅烷偶聯(lián)劑的加入也可省去錳鋅鐵氧體的成型工藝中摻雜的環(huán)節(jié)，從而簡化了成型工藝。
新技術(shù)的優(yōu)點在于：
1.新技術(shù)在MnZn鐵氧體納米粉體成型時引入硅烷偶聯(lián)劑，利用其自身帶有的兩個性質(zhì)不同的官能團端基，其中一官能團端基與MnZn鐵氧體納米粒子結(jié)合，另一官能團端基與粘結(jié)劑中化合物分子結(jié)合，減少粒子團聚，提高粉體的分散性和流動性，有利于提高納米粉體成型密度及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性，有利于成型出較好的素坯，進而燒結(jié)出密度高和結(jié)構(gòu)均勻的制品。
2.在后續(xù)的燒結(jié)過程中硅烷偶聯(lián)劑中的其他元素在較低溫度下?lián)]發(fā)，留下硅元素于MnZn鐵氧體內(nèi)，富集于晶界處提高晶界電阻，降低損耗，起到摻雜作用。改善了錳鋅鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)，提高了錳鋅鐵氧體的密度和磁性能，最佳值如實施例2中，燒結(jié)體密度達4.83g/cm3,飽和磁感應(yīng)強度Ms、剩余磁化強度Mr、矯頑力He分別為92.18emu/g、10.68emu/g、60.650e。
3.在MnZn鐵氧體納米粉體成型時引入硅烷偶聯(lián)劑具有一劑多用的特點，其不僅能減少納米粉體的團聚，又能在燒結(jié)的過程中起到摻雜的作用。另外，硅烷偶聯(lián)劑的加入也可省去成型工藝中摻雜的環(huán)節(jié)，從而簡化了成型工藝，節(jié)約了資源。
該產(chǎn)品詳細制造技術(shù)工藝配方請見:《國內(nèi)外錳鋅鐵氧體材料及制品制造專利新技術(shù)工藝配方精選匯編》
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1、拓寬企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)思路、掌握最先進的工藝配方，創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計思路，品牌戰(zhàn)略、營銷策略、產(chǎn)品策略；
2、開發(fā)研制新產(chǎn)品，參與國際市場競爭
3、利用知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，增強其知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造、利用、管理與經(jīng)營能力
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