09.磁性材料第三部分.ppt

第四章 软磁铁氧体的研究与发展 从成分上分主要有： Mn－ Zn，Ni-Zn系等尖晶石软磁铁氧体 平面型六角晶系软磁铁氧体 从应用角度讲，它又可分为 高磁导率(μi)软磁铁氧体 高频大功率软磁铁氧体（又称功率铁氧体） 抗电磁干扰的（EMI）铁氧休等几类 §4-1 低损耗、高稳定性软磁铁氧体的性能分析 随着电子设备小型化、轻量化、薄形化和高可靠性的发展，对电子元件及材料的要求也越来越高。软磁材料除了要求高磁导磁率外，更重要的是要求其具有低损耗和高稳定性。导致了MnZn超优铁氧体的出现。如TDK公司的PC50、PC4X系列、西门子公司的N47、N49、N59材料及TOKIN公司的B40材料。 软磁铁氧体的稳定性 磁芯参数与有关物理参数的关系 配方成分准确性对磁性能的影响 二、磁芯参数与有关物理参数的关系 （一）、参数说明与分析： 1.电感?μi μi?体积? 首要条件:必须保证稳定性; 例：要求电感量的稳定性： （?L/L) / ?T =（150?30)?10-6 如 ?μ /μi = (0.5 ? 0.1)?10-6 μi ? μe=300 对于超优?μ /μi = (0.4 ? 0.1)?10-6 μi ? μe=500 2. ?μ /μi k~T 2~1峰； ?f 随 μi ~ T 2峰与?f 距离 ?，凹谷范围?； 减落系数D / μ i; 品质因数tg?/ μi ?涡流； fr尾巴； 后效tg?c , tg?n ; 5. 非线性失真系数（ tg?n不可逆部分/可逆部分） （二）、磁参数之间的关系与矛盾分析 最佳成分区 ① ?f =100~250oC; ②随Fe2O3?高于50%分别出现D/ μi , μi (max), ?μ /μi tg?/μi等（k1?0 )高Bs最佳成分区；可知不在同一区各区相互矛盾； 2. Fe2O3 =52%；Zn=22%~30%; 余为MnO；高μi材料?s, k1?0 按高 μi的配方与工艺,可得高 μI 材料。 矛盾：不能同时得到: ?μ /μi ? tg?/μi ?； 1.高μi晶界薄,涡流 tg?e?,晶粒大,壁移易,高频时畴壁共振易发生?fr? 2.含 Fe2O3虽不多,但激活能?较高,引起室温后效而比Fe2O3 多的还大;随Fe2+?,峰虽然下降但? ? T ?,后效尾巴使应用时后效更大; 3.不可逆壁移(晶粒大晶界薄)易? tg?n/μi ? ?h/μi 2; 4.高μi的补偿点在室温附近,从室温到?f ,常用k~T变化大, μi~T 陡峭,?μ /μi较大;对μi的要求,因?μ /μi与tg?/μi不能直接满足要求,就要开气隙,使μi ?提高稳定度—失去产生高μi的意义. 3.在μi =2000范围内,如Fe2O3稍高于50%,D/ μi较小(因Fe2O3 ? ?Fe2+ ? ? ? Fe2O3 ?)但因无k1~T 补偿点?c，难于满足?μ的要求; 4.高端: Fe2O3在54%~56%比损耗较小, ?f 高,但是D / μi 大( 因Fe2+ ? ); 5. 在中间区: Fe2O3: 53~54% 可生成适量 Fe2+ 使 k~T?0达到 μI ~ T 较平坦: ?f 小, ?μ /μi 较小; 措施: 晶粒5 ~ 6μm, 均匀完整无另相,气孔少,应力小: ①磁化时 k1 ?0可逆壁移畴转易发生,但不可逆壁移因晶粒较小而难于发生,磁滞损耗小; ② 后效损耗因Fe2+较多,后效峰移向低温,使得在应用温度下后效减小; ③涡流损耗因晶界电阻?而? ; 但由于:⑴ Fe2O3?, Fe2+?空位?使得D/ μi较大; ⑵ 虽 k1 ?0 但如果晶界较薄,可逆壁移和畴转均存在,发生畴转共振的(fn)?使高频共振损耗较大; 上述?μ /μi虽较平坦,但仍达不到超优的要求 看来:用纯原料(不掺杂)要想实现各个指标最佳,难于实现,故要采取加杂办法。 三、配方成分准确性对磁性能的影响 （一）原材料选择 （二）配方条件 基本配方在0.54Fe2O3?0.36MnO ? 0.10ZnO成分附近。 在最佳工艺每件下，相对高的MnO和Fe2O3含量是有利的 在保证性能稳定可靠的前提下减小磁芯体积，尽可能提高磁导率，控制?μ /μi 。 （三）添加剂对性能的改进 微量CaO与