宽频高磁导率MnZn铁氧体的开发及性能优化研究

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随着数字技术和信息技术的飞速发展,电子器件越来越向小型化、高频化、集成化发展。这要求高磁导率MnZn铁氧体除了必须具备高的磁导率外,还要求μi-f曲线在宽频内平坦,温度稳定性良好,居里温度要高,从而使材料能在较宽的频率和温度范围内使用;具有较高的阻抗特性从而提高材料的抗电磁干扰能力。本文围绕这一发展趋势,采用传统的氧化物陶瓷工艺制备MnZn铁氧体材料,通过对主配方、添加剂、烧结工艺及热处理工艺的优化研究,开发出一类具有良好的宽频特性的高磁导MnZn铁氧体材料。研究结果表明:(1)通过调节主配方,采用主配方为ZnO:Fe2O3:MnO=22.8:52.9:24.3mol%时,样品磁导率的Ⅱ峰温度在常温附近,且Tc>120℃,磁导率在常温下较高,温度稳定性好,Bs>420 mT(25℃)。(2)通过添加剂的研究,发现Nb2O5可以阻碍晶粒生长,细化晶粒,少量添加可以提高晶粒分布的均一性,在提高磁导率的同时,提高其频率特性;而Bi2O3可以促进晶粒生长,适量添加有利于平均粒径的提高,获得较高的磁导率,但是添加过量时,晶粒内部出现大量气孔,磁导率降低。(3)烧结气氛的提高有利于晶粒的生长,但是烧结气氛过高时,Fe2+含量变少,不能对MnZn铁氧体的K1进行有效补偿,起始磁导率降低;适当的热处理条件可以改变MnZn烧结体的Fe2+含量,从而引起其电磁性的变化。通过上述主配方、添加剂、烧结及热处理气氛的调节,我们成功综合性能良好的宽频高磁导率MnZn铁氧体材料,其在25℃时,μi=10600,Bs=427 mT,Tc>120℃,μi(200 kHz)/μi(10 kHz)=98%,同时具有良好的阻抗特性。
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