低功耗 MnZn 铁氧体的制备及性能研究-材料物理与化学专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 低功耗 MnZn 铁氧体的制备及性能研究 专 业：材料物理与化学 硕 士 生：杨 涛 指导教师：许启明 教授 摘 要 随着电子信息工业的迅速发展，MnZn 铁氧体在工业生产中的作用越来越重 要。由于其具有高起始磁导率（μi），高饱和磁感应强度（BS），相对高的居里温度 （TC）和低功耗（PCV），MnZn 铁氧体被广泛的应用于各种电子元器件中，例如： 移相器、噪声滤波器、开关模式电源和记录磁头等。 本文采用传统氧化物陶瓷工艺制备了 MnZn 功率铁氧体，为了达到降低功耗 的目的，主要研究了主配方中 Fe2O3 摩尔含量、ZnO 摩尔含量、CaCO3 添加量和 Co2O3 掺杂量对 MnZn 功率铁氧体的微观结构和磁性能的影响，并对实验结果进行 了分析。 适当选取Fe2O3含量的比例，可以提高样品的软磁性能。随着Fe2O3含量的增加， 起始磁导率μi先增大后减小，而饱和磁感应强度BS呈上升趋势，剩余磁感应强度Br 和矫顽力HC也是先减小后增大。同时，样品的功率损耗也先减小后增大。综合实 验结果得出： Fe2O3 含量 为 54.2mol% 的 样 品性 能 良 好 ， 起 始 磁 导率 μi =2879 ， Br=61mT，HC=10.2A/m，损耗最小为PCV =341KW·m-3；主配方中，随着ZnO含量的 增加（8.0mol%~8.6mol%），起始磁导率μi不断升高，而饱和磁感应强度BS呈现先 上升后下降的趋势，样品的功率损耗先减小后增大。ZnO含量为8.2mol%的样品具 有最佳的磁性能：损耗最小为PCV =344KW·m-3，起始磁导率μi =3030；适量的添加 CaCO3能改善样品晶粒的均匀性，降低气孔率，能够有效地提高样品的起始磁导率 μi和饱和磁感应强度BS，降低剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc。同时，能有效的提高 晶界电阻率，达到降低损耗的效果。CaCO3添加量为0.06wt%时，样品具有良好的 微观结构和磁性能，具体新能参数如下：最低损耗点PCV =297KW·m-3，μi =3110， BS =535mT，Br =69mT，HC =11.5A/m；掺入Co2O3能提高样品磁性能和温度特性。 随着Co2O3掺杂量的增加，样品的功率损耗先减小后增大，并且功率损耗的温度稳 定性提高，起始磁导率μi先增大后减小，剩余磁感应强度Br和矫顽力HC先减小后增 大。综合实验结果得出：Co2O3的掺杂量为0.2mol%的样品性能良好，起始磁导率μi =3105，Br=52mT，HC=10.6A/m，100KHz、200mT条件下PCV～T曲线较低并且平 缓，损耗最小为PCV =286KW·m-3。 综上所述，我们 MnZn 功率铁氧体的晶相、微观结构和电磁性能进行了深入 的研究，采用传统陶瓷工艺成功制备了 MnZn 功率铁氧体材料。通过主配方的设 计和不同添加剂的掺入，达到了有效降低材料损耗的目的，同时还明显改善了材 料的磁性能。 关键词：MnZn 铁氧体；低功耗；制备；性能 The Study of Preparetion and Properties of Low Power-loss MnZn Ferrites Specialty: Materials Physics Chemistry Name: Yang Tao Instructor: Professor Xu Qiming Abstract With the rapid development of electronic information industry, MnZn ferrite is playing an increasingly important role in industrial production. Because of its High initial permeability (μi), high saturation magnetic flux density (BS),Relatively high Curie temperature(TC) and low power consumption(PCV),MnZn ferrite is widely used in a variety of electronic components, For example: phase shifter, noise filter, switch mode power supplies and recording heads and so on. In this paper, MnZn power ferrite prepared by the traditional oxide