[发明专利]高频无极灯功率耦合器用镍锌铁氧体材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍锌铁氧体材料的生产技术，特别是一种高频无极灯功率耦合器用镍锌铁氧体材料及制备方法。

背景技术

高频无极灯(High Frequency Electronic Discharge Lamp)是集最新电子节电技术与电光源技术于一体的高科技新型的光源，它不用灯丝，采用磁场来激励气体放电、发光，具有高效节能、绿色环保、长寿命等诸多优点。高频无极灯是由激励电源，功率耦合器和灯泡三部分组成，激励源产生一个2Mhz以上的电频电流，它经馈线送至功率耦合器。当高频电流通过功率耦合器时，产生一个高频电磁场。变化的磁场即产生一个垂直于磁场变化的电场，使灯泡内部放电空间的电子被电场加速，当能量达到一定值时，与容器内的气体分子发生碰撞，灯泡内气体雪崩电离形成等离子体。等离子体受激原子返回基态时，自发射出紫外光，它激发灯泡壁上的萤光粉发出可见光。

高频无极灯的技术开发和应用一直吸引着国内外电光照明业界的科技开发人员和企业家。这是因为高频无极灯具有许多独特之处，它集长寿、节能和环保于一体，作为一种新型的绿色电光源，它与传统电光源相比较其综合效果远远优于其他类型的电光源，目前它的技术和产业正处于快速发展成长阶段，与LED光源一样，高频无极灯是一种朝阳产业。

由上可知道，高频无极灯需要一个高频电磁场来激发等离子体，而高频磁场是由功率耦合器所产生，此外功率耦合器的功率转化效率也直接决定了高频无极灯的能效比，因此功率耦合器的品质是高频无极灯的技术关键之一。功率耦合器本身是高频振荡回路的电感器，既由导线绕在软磁铁氧体上所构成。由此可知，功率耦合器的功率转化效率主要受到软磁铁氧体电磁特性的影响。

当前，国外一般采用3F4功率锰锌铁氧体应用于制备高频无极灯中的功率耦合器，但锰锌铁氧体由于存在Fe²⁺Fe³⁺这样的导电对，因此其电阻率通常较低，而由于高频无极灯的工作频率通常为2.5～3MHz，这导致铁氧体的涡流损耗急剧上升，从而极大的降低了灯具的效率。此外，由于锰锌铁氧体的涡流损耗很大，而涡流损耗主要转化为热量，这导致在工作过程中铁氧体的温度竟然能达到100℃以上，从而使得3F4功率锰锌铁氧体在组装功率耦合器中就必需要进行特殊的绝缘处理和骨架支持，导致工艺较为复杂，增加了生产成本。

因此，推出一种具有较高电阻率，在高频大电流下具有极低电磁损耗的新型镍锌软磁铁氧体材料，将能够有效地解决高频无极灯功率耦合器效率较低、发热量大的问题，这将会具有极为广阔的市场前景。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种在高频大电流下具有极低电磁损耗、具有良好的温度稳定特性的高频无极灯功率耦合器用镍锌铁氧体材料及制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供的高频无极灯功率耦合器用镍锌铁氧体材料，其主相为尖晶石结构，组成包括Fe₂O₃、ZnO、CuO、NiO和CoO，其特征是其组成含量以氧化物计算为：Fe₂O₃为45mol％～49mol％；ZnO为23mol％～32mol％；CuO为2.5mol％～4.0mol％；NiO为14mol％～25mol％；CoO为0.5mol％～1.2mol％。它还可以包含有占总重量的0.06wt％～0.24wt％的作为烧结助熔剂的经过硅烷偶联剂进行了表面改性的纳米V₂O₅。

本发明提供的高频无极灯功率耦合器用镍锌铁氧体材料的制备方法，其特征在于方法的步骤如下：

1、一次球磨：

将称好的Fe₂O₃、ZnO、CuO、NiO和％CoO原材料放入砂磨机中，加入去离子水，去离子水的重量为原材料总重量的1.2倍，球磨时间为1.5小时～3小时；

2、预烧：

将一次球磨好的原材料烘干，放入电炉内进行预烧，预烧温度为800℃～950℃，预烧时间为1.5小时～3.5小时，预烧后随炉冷却；

3、杂质添加：

选用经过硅烷偶联剂进行了表面改性的纳米V₂O₅作为烧结助熔剂，其添加量为：0.06wt％～0.24wt％；

4、二次球磨：