[发明专利]宽温高直流迭加特性的Mn-Zn高导铁氧体材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于软磁高导领域，具体涉及一种宽温高直流迭加特性的Mn-Zn高导铁氧体材料及其制备方法。

背景技术

随着综合业务数字网（ISDN）、局域网（LAN）、宽域网（WAN）、背景照明等领域的脉冲变压器的飞速发展，在适合于LAN网络系统脉冲变压器使用的铁氧体材料需求也在日益增长，LAN网络系统在尖端领域的应用例如在工业领域就需求温度使用范围拓展到较宽的范围如（-40℃到85℃）。此类铁氧体主要用于网络通信设备网络隔离变压器、网络滤波器，包括有：10/M、100/M、1000/M以太网滤波器、变压器，采用此类宽温高迭加材料制造的高速局域网用宽温环型变压器小磁环的100 Base-T脉冲变压器在苛刻的工作环境下拥有更好的传输特性，并能在相同的驱动条件下减少所需的线圈的匝数。

目前宽带网络需求所需要产品在更恶劣的环境下使用，特别是在-40℃～120℃下均需具有高的直流叠加电感值，但是现有的铁氧体迭加性能不能满足上述特定环境条件。如：1.申请号为CN200510060362.0的中国发明，此发明提供的铁氧体具有低的剩余磁感应强度，宽的工作温度(0℃-70℃)直流迭加特性，是适合网络用脉冲变压器的铁氧体磁芯的铁氧体。2. 日本TDK公司宣传DNW45材料制作的器件是为高速局域网(LAN)系统中的脉冲变压器设计的，这种材料在-40℃到85℃的温度范围内具有很高的感应系数，在dc偏置条件下，该材料的起始磁导率比原来（DN45）的产品提高20%。但是，可以看出，上述文章所述同类材料应用范围限于在-40℃到85℃之内，没有提及本发明所提到-40℃到120℃范围。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺点和不足，本发明的目的首先是提供一种宽温高直流迭加特性的Mn-Zn高导铁氧体材料，使其在-40℃～+120℃范围内具有高直流迭加特性，第二个目的是提供所述铁氧体材料的制备方法。

为实现本发明的目的，发明人提供下述技术方案：

一种宽温高直流迭加特性的Mn-Zn高导铁氧体材料，由主成分和辅助成分组成，其主相为尖晶石结构，其中，主成分及含量以氧化物计算为：Fe₂O₃为51.5～53.5mol％、ZnO为15～18mol％、MnO为30.5～35 mol％；按主成分总重量计的辅助成分为：CaO 400～800ppm、Nb₂O₅ 100～600ppm、ZrO₂ 100～800ppm、Co₂O₃ 1000～4000ppm、MoO₃ 100～500ppm、TiO₂ 100～800ppm中的一种或组合。

本发明通过添加CaO使材料晶粒间晶界偏析，以达到提高材料电阻率的目的；通过添加Nb₂O₅和ZrO₂使材料晶粒间晶界高电阻化；通过添加 Co₂O₃和TiO₂以实现磁晶各向异性常数K1的补偿，从而获得平坦的磁导率-温度曲线；通过添加MoO₃使材料晶粒细化，从而提高材料迭加性能。

实验研究发现，上述技术方案中当氧化锌不在15-18mol%范围内的配方，辅助成分Co₂O₃ 不在1000～4000ppm范围内，获得的Mn-Zn铁氧体其μΔ≤3000（85℃）或μΔ≤2000（120℃）。

作为优选方案，根据本发明所述的宽温高直流迭加特性的Mn-Zn高导铁氧体材料，其中，所述的主成分及含量以氧化物计算为：Fe₂O₃为52～52.5mol％、ZnO为15.5～16.5mol％、MnO为31～32.5 mol％。

作为优选方案，根据本发明所述的宽温高直流迭加特性的Mn-Zn高导铁氧体材料，其中，所述的所述的辅助成分及含量以氧化物计算为：CaO 500～700ppm、Nb₂O₅ 100～300ppm、ZrO₂ 200～600ppm、Co₂O₃ 1500～3000ppm、MoO₃ 100～400ppm、TiO₂ 100～600ppm中的一种或组合。