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高性能NiZn鐵氧體材料
來源:國際新技術(shù)資料網(wǎng) | 作者:泛舟 | 發(fā)布時間: 2014-06-23 | 2661 次瀏覽 | 分享到:
    NiZn鐵氧體材料具有高電阻率、高居里溫度、低溫度系數(shù)、良好高頻性能等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于射頻寬帶和高頻抗電磁干擾等領(lǐng)域。近年來,隨著射頻鐵氧體寬帶器件的發(fā)展,對具有高磁導(dǎo)率特性的NiZn鐵氧體的需求與日俱增。該材料具有典型的弛豫型磁譜,用其制作的寬頻帶器件,可實現(xiàn)寬頻域內(nèi)射頻信號的能量傳輸和阻抗變換。而射頻寬帶器件的一種重要發(fā)展方向就是具有更寬的工作頻域、寬的工作溫度范圍以及高可靠性,特別是在惡劣的環(huán)境下都能夠正常的工作。如在低功率寬頻帶變壓器中,頻帶寬度與漏感系數(shù)成反比,而材料的磁導(dǎo)率與漏感系數(shù)也成反比,即高磁導(dǎo)率材料制成的變壓器擁有較寬的工作頻帶。
    值得注意的是,高的居里溫度是寬頻帶器件在寬溫度范圍內(nèi)工作的必備條件,而高的電阻率則可避免寬帶器件在MHz頻段出現(xiàn)電子打火問題,因此,兼具高磁導(dǎo)率、高居里溫度以及高電阻率特性的NiZn鐵氧體材料的研制迫在眉睫,其市場需求十分巨大。

    近年來,國內(nèi)外發(fā)達(dá)國家的著名公司和研發(fā)機構(gòu)十分重視高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體材料的研發(fā),如FerriteDomen公司的1500HHC,NationalMagnetics公司的N23、TDK公司公布的L6,Ferroxcube公司的4A15,Epcos公司的Μ13,YoungHwa公司的YH_20R,韓國Samwha公司的SN-20,金寧三環(huán)高技術(shù)磁業(yè)有限公司的JRl.5Κ(,東磁公司的DN200,天通公司的ΤΝ200Β等等??v觀高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體材料可知,國內(nèi)外各大研究機構(gòu)都非常關(guān)注這方面的研制和開發(fā)工作,材料具有高的磁導(dǎo)率、高居里溫度以及高電阻率,如Ν23、L68、M13、YH-20R、DN200以及TN200B,但其磁導(dǎo)率一般在2000?2300、居里溫度低于95?110°C、電阻率IO5?106Ω.πι。
    對NiZn鐵氧體材料而言,只是考慮滿足高磁導(dǎo)率一個參數(shù)或者滿足高磁導(dǎo)率和高居里溫度兩個參數(shù),是較容易實現(xiàn)的。如國內(nèi)現(xiàn)有高磁導(dǎo)率和高居里溫度的NiZn鐵氧體材料,其磁導(dǎo)率Ui為3000,居里溫度T。高達(dá)105°C,能夠非常好地滿足高磁導(dǎo)率和高居里溫度的要求,但由于其采用了富鐵配方,其導(dǎo)電機制屬電子導(dǎo)電,因此較之缺鐵組成的NiZn鐵氧體而言,其電阻率要低幾個數(shù)量級,易出現(xiàn)高頻電子打火問題。
    國內(nèi)現(xiàn)有寬溫高磁導(dǎo)率的NiZn鐵氧體材料,該材料在寬溫范圍內(nèi)具有高的磁導(dǎo)率,但仍不足2000;還有高磁導(dǎo)率的NiZn鐵氧體材料,其磁導(dǎo)率約為2500,居里溫度大于100°C,但其配方中價格昂貴的NiO含量大于等于15mol%,不利于成本的降低。

    據(jù)恒志信網(wǎng)消息:針對現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計的NiZn鐵氧體所存在的高磁導(dǎo)率、高居里溫度及高電阻率三個關(guān)鍵參數(shù)難以同時滿足的技術(shù)難題,國內(nèi)最新研制成功一種兼具高磁導(dǎo)率、高居里溫度及高電阻率特性的NiZn鐵氧體材料配方和制備方法。
    新技術(shù)的核心思想是:采用適量的NiZn鐵氧體缺鐵配方,則其導(dǎo)電機制為P型,材料具有高的電阻率,可避免高頻下電子打火問題;采用適量的CuO替代價格昂貴的NiO,一方面可保證材料的理論分子磁矩?zé)o明顯降低,對飽和磁感應(yīng)強度無顯著的惡化效果,另一方面可顯著降低燒結(jié)溫度近200°C,在實現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)的同時可保證材料具有高的燒結(jié)密度,且在原材料成本上大幅度降低,同時可降低能耗30%以上;同時,在配方中盡可能降低ZnO含量,進(jìn)而保證材料具有高的居里溫度。在摻雜劑上,采用Mo03、V205、Bi203、Nb205、納米TiO2等摻雜劑的助熔和阻晶雙性作用,實現(xiàn)復(fù)合摻雜劑交互作用的控制,一方面提高燒結(jié)密度,增大磁化動力,降低磁化阻力,提高磁導(dǎo)率,另一方面,控制晶粒尺寸不宜過大,可提高材料的晶界電阻率,進(jìn)而提高材料的電阻率。即:通過高磁化動力和低磁化阻力的控制,實現(xiàn)NiZn鐵氧體材料高的磁導(dǎo)率;通過非磁性離子(Zn2+離子)的減小、磁性離子濃度的增加,增強A、B次晶格間的超交換作用,實現(xiàn)NiZn鐵氧體材料高的居里溫度;通過P型半導(dǎo)體組成的構(gòu)建,實現(xiàn)NiZn鐵氧體材料高的電阻率。
    新技術(shù)其材料具有高磁導(dǎo)率(U1:2500±20%)、高居里溫度(Te:120°C)及高電阻率(P:106Ω.m)等特性。
    新技術(shù)的NiZn鐵氧體材料的制備技術(shù),其技術(shù)指標(biāo)如下:
    起始磁導(dǎo)率μj:2500±20%
    飽和磁感應(yīng)強度Bs:280mT(25°C)
    里溫度Tc:120°C
    矯頑力Hc:10A/m
    比損耗系數(shù)tanS/^1:15Χ1(Γ6
    電阻率P:106Ω.m
    密度db:5.2g/cm3
    新技術(shù)提出的NiZn鐵氧體材料可為射頻寬帶和高頻抗電磁干擾等領(lǐng)域解決如下三個方面的關(guān)鍵技術(shù)問題:
        其一,高磁導(dǎo)率可獲得低的漏感系數(shù),有利于拓寬器件的工作頻帶;
        其二,高居里溫度可拓寬器件的工作溫度范圍,有利于器件在不同的環(huán)境下工作;
        其三,高電阻率可避免寬帶器件在MHz頻段出現(xiàn)電子打火問題,提高系統(tǒng)和器件的可靠性。

    該產(chǎn)品詳細(xì)制造技術(shù)工藝配方請見《國內(nèi)外鎳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》
【服務(wù)內(nèi)容】接受企業(yè)委托,按照產(chǎn)品分類進(jìn)行資料收集,包括日本、美國、德國等優(yōu)秀專利技術(shù)、工藝、配方全文資料,通過資料:可以學(xué)習(xí)借鑒美國、日本、德國等新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝,使我國工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能夠從系統(tǒng)創(chuàng)新、集成創(chuàng)新的高度對接創(chuàng)新驅(qū)動與制造強國戰(zhàn)略。

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