CN1227184C - 镍锰锌系铁氧体 - Google Patents
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Abstract
一种NiMnZn系铁氧体,其主成分范围在如下范围,Fe2O3=53-59摩尔%,MnO=22-41摩尔%,ZnO=4-12摩尔%和NiO=2-7摩尔%;且该NiMnZn系铁氧体的副成分范围在如下范围:SiO2:0.005-0.03重量%,CaO:0.008-0.17重量%和P:0.0004-0.01重量%。
Description
本发明涉及适用于在宽温度范围使用的变压器与扼流圈的磁芯的NiMnZn系铁氧体和使用该铁氧体的变压器与扼流圈。
当用作在几十到几百KHZ频率范围使用的配电电源变压器磁芯时,与其它铁氧体材料和软磁金属材料相比,Mn-Zn系铁氧体能量损失小。饱和磁通密度比较大。所以它是作为变压器与扼流圈磁芯的重要材料。
但是,目前对于电动机器的小型化和制造高输出电源,为了在使用媒介物环境的高温条件(至少100℃,更好150℃)下使用要求已经提高,普通铁氧体材料饱和磁通密度Bs,特别是在高温范围内的饱和磁通密度Bs不够。
JP-B-63-59241和JP-B-63-59242公开了一种铁氧体材料,其中将Ni、Mg和Li铁氧体的至少一种取代部分Mn-Zn系铁氧体成为在150℃或更高使用环境下能量损失低和高磁稳定性的铁氧体,但其在高温的饱和磁通密度Bs性能不够。
JP-A-2-83218公开了一种Ni Mn Zn系铁氧体,其在高温下和高磁场下磁性能稳定性高,饱和磁通密度Bs高,能量损失低,但在高温的饱和磁通密度Bs性能不够。
上述普通的铁氧体材料涉及下述问题:
(1)当铁氧体材料用作变压器和扼流圈磁芯时,一般根据在可能的最高温度条件下的性能设计,但是,上述普通例子的任一种在高温范围内的饱和磁通密度Bs都不够。
(2)当铁氧体材料用作变压器和扼流圈磁芯时,如果在饱和磁通密度Bs和矫顽力Hc之间的关系上饱和磁通密度Bs高和Hc小,B-H回路的初始磁化曲线陡峭至到磁通接近饱和条件,结果DC预磁化是所希望的(即使DC在饱和磁通密度附近重叠,电感L不降低),但是在矫顽力Hc大的材料中,B-H回路的初始磁化曲线首先陡峭地处于其一半处,但在中间,它适当倾斜,并在磁通接近饱和条件的附近它绘成很小的斜度。所以,如果测定DC预磁化,在磁通饱和以前电感降低,尽管Bs性能高,仍不能说明其特性,结果不能获得希望的DC预磁化。
根据上述所有普通例子的饱和磁通密度Bs和矫顽力Hc,不能获得饱和磁通密度Bs高而矫顽力Hc小这样的性能,而且不能获得希望的DC预磁化。
因此,本发明的目的是提供DC预磁化优越和从室温到约150℃能量损失低的NiMnZn系铁氧体。
按照本发明第一个目标,NiMnZn系铁氧体包括:主成分,包括氧化铁(Fe2O3)53-59摩尔%,氧化锰(MnO)22-41摩尔%,氧化锌(ZnO)4-12摩尔%和氧化镍(NiO)2-7摩尔%;和副成分,包括氧化硅(SiO2)0.005-0.03重量%,氧化钙(CaO)0.008-0.17重量%和磷(P)0.0004-0.01重量%。
按照本发明第二个目标,NiMnZn系铁氧体包括:主成分,包括氧化铁(Fe2O3)53-59摩尔%,氧化锰(MnO)22-39摩尔%,氧化锌(ZnO)4-12摩尔%和氧化镍(NiO)4-7摩尔%;和副成分,包括氧化硅(SiO2)0.005-0.03重量%,氧化钙(CaO)0.008-0.17重量%和磷(P)0.0004-0.01重量%。
在如上所述的NiMnZn系铁氧体中以预定的范围添加至少一种下述添加成分:Nb2O5:0.005-0.03重量%、Ta2O5:0.01-0.08重量%、V2O5:0.01-0.1重量%、ZrO2:0.005-0.03重量%、Bi2O3:0.005-0.04重量%和MoO3:0.005-0.04重量%。
在如上所述的NiMnZn系铁氧体中烧结体的平均粒径为6-25μm。
在如上所述的NiMnZn系铁氧体中烧结体的饱和磁通密度Bs(100℃)为440mT或更大。
在如上所述的NiMnZn系铁氧体中B-H回路的饱和磁通密度Bs(150℃)与矫顽力Hc(150℃)之间的关系满足条件:R=(Bs-300)2/Hc,(式中R≥400)。
对于变压器或扼流圈,如上所述的任一种NiMnZn系铁氧体均可使用。
通过如上所述的结构呈现如下性能。
在NiMnZn系铁氧体中,主成分范围在如下范围内:Fe2O3=53-59摩尔%,MnO=22-41摩尔%,ZnO=4-12摩尔%和NiO=2-7摩尔%;而所述NiMnZn系铁氧体的副成分范围在如下范围内:SiO2:0.005-0.03重量%,CaO:0.008-0.17重量%和P:0.0004-0.01重量%。所以,饱和磁通密度Bs为440mT或更大,且DC预磁化优异。这样,本NiMnZn系铁氧体材料可用于宽的温度范围内。
在NiMnZn系铁氧体中,主成分范围在如下范围内:Fe2O3=53-59摩尔%,MnO=22-39摩尔%,ZnO=4-12摩尔%和NiO=4-7/摩尔%;而所述NiMnZn系铁氧体的副成分范围在如下范围内:SiO2:0.005-0.03重量%,CaO:0.008-0.17重量%和P:0.0004-0.01重量%。所以,饱和磁通密度Bs的性能更加改进,且DC预磁化优异。这样,本NiMnZn系铁氧体材料可用于宽的温度范围内。
在NiMnZn系铁氧体中以预定范围添加一种或二种以上下述添加成分:
Nb2O5:0.005-0.03重量%,Ta2O5:0.01-0.08重量%,V2O5:0.01-0.1重量%,ZrO2:0.005-0.03重量%,Bi2O3:0.005-0.04重量%和MoO3:0.005-0.04重量%。所以,饱和磁通密度Bs为450mT或更大,且DC预磁化更优异。这样,本NiMnZn系铁氧体材料能量损失低。
在上述NiMnZn系铁氧体中烧结体的平均粒径为6-25μm。所以,本NiMnZn系铁氧体矫顽力Hc小,饱和磁通密度Bs为440mT或更大,且能量损失低。
此外,在本NiMnZn系铁氧体中烧结体的饱和磁通密度Bs(100℃)为440mT或更大。所以,DC预磁化是优异的。
在本NiMnZn系铁氧体中,B-H回路的饱和磁通密度Bs(150℃)和矫顽力Hc(150℃)之间的关系满足条件:R=(Bs-300)2/Hc,(式中R≥400)。所以,DC预磁化是优异的,其中R值(R≥400)是一个参数。
对于变压器或扼流圈可使用本NiMnZn系铁氧体。所以,可生产具有优异DC预磁化和适用于宽温度范围的变压器或扼流圈。
图1是DC预磁化的说明图。
图2是R值和DC预磁化之间关系的说明图。
图3A-3C是变压器和扼流圈的说明图。
参照表1和表2,以及图1-3说明实现本发明的模式。
本发明控制NiMnZn系铁氧体的主成分,以使落入居里温度高和B-H回路的矫顽力(Hc)小的范围,控制在烧结过程中对晶粒结构有影响的P,以及控制副成分SiO2和CaO到预定含量之内,并控制烧结体的平均粒径到预定的范围之内,由此提供烧结体密度高,且DC预磁化优异、矫顽力(Hc)小与饱和磁通密度Bs(100℃)为440mT或更大的NiMnZn系铁氧体。此外,本发明控制主成分的范围,在该范围显示能量损失的温度性能的最小值的温度为约100-150℃,并控制烧结体的平均粒径到预定的范围内,由此提供在室温到约150℃能量损失低的NiMnZn系铁氧体。
根据上述发明,本发明控制添加成分到预定含量,由此提供烧结体密度更高,DC预磁化更优异、矫顽力(Hc)小与饱和磁通密度Bs(100℃)为450mT或更大的,且能量损失低的NiMnZn系铁氧体。
通过实施例来说明。
表1示出了NiMnZn铁氧体系铁氧体材料(主成分、副成分、添加成分)、其烧结体的平均粒径、电磁性能和R值。其中“Com”表示比较例,“Ex”表示实施例。
将各成分称重、混合、煅烧和磨粉成表1所示的主成分、副成分和添加成分,并添加粘合剂到颗粒中,以使形膨形试样。
将该试样以300℃/小时加热并在1210-1400℃烧结,温度平衡后以200℃/小时冷却到室温。根据铁氧体的平衡氧分压确定从平衡温度到室温的气氛。
分别测量这些试样的饱和磁通密度Bs(100℃,150℃)、矫顽力Hc(150℃),在40KHz到200mT的能量损失(室温RT,100℃,150℃)和平均粒径。
为从B-H回路计算的计算式设定如下,由此可计算为本试样的DC预磁化的参数的特性值(R)。结果示于表1。
R=(Bs-300)2/Hc……………………(1)
式中,Bs:(mT)在150℃,Hc:(A/m)在150℃。
在表1中示出了NiMnZn铁氧体系铁氧体材料(主成分、副成分、添加成分),其烧结体的平均粒径,电磁特性和R值。在该表中,“Com”表示比较例,“Ex”表示实施例,而“A”表示平均晶粒尺寸。
表1
主成分(摩尔%) | 副成分(重量%) | 添加成分(重量) | A | Bs(100℃) | Bs(150℃) | HC(150℃) | R | Pcv(kW/m2):40kHz-200mT | |||||||||||||
Fe2O3 | MnO | ZnO | NiO | SiO2 | CaO | P | Nb2O3 | Ta2O3 | V2O3 | ZrO3 | Bi2O3 | MoO3 | (.m) | (mT) | (mT) | (A/m) | RT | 100℃ | 200℃ | ||
比较例1 | 53.1 | 35.4 | 11.5 | 0 | 0.015 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 12 | 395 | 315 | 7.16 | 31 | 268 | 122 | 214 |
比较例2 | 54.6 | 38.2 | 6.0 | 1.2 | 0.015 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 12 | 432 | 343 | 6.9 | 268 | 351 | 132 | 189 |
实施例1 | 54.3 | 33.2 | 10.2 | 2.3 | 0.015 | 0.084 | 0.0070 | - | - | - | - | - | - | 16 | 440 | 347 | 5.2 | 425 | 422 | 135 | 215 |
比较例3 | 54.2 | 29.7 | 13.0 | 3.1 | 0.015 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 12 | 395 | 306 | 5.0 | 7 | 253 | 98 | 192 |
实施例2 | 56.0 | 34.6 | 5.8 | 3.6 | 0.015 | 0.084 | 0.0010 | - | - | - | - | - | - | 12 | 450 | 382 | 12.3 | 547 | 405 | 194 | 324 |
比较例4 | 57.0 | 35.8 | 3.1 | 4.1 | 0.015 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 12 | 440 | 374 | 21.1 | 260 | 563 | 311 | 574 |
实施例3 | 56.2 | 29.2 | 10.0 | 4.6 | 0.018 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 14 | 450 | 380 | 8.2 | 780 | 370 | 196 | 258 |
比较例5 | 56.2 | 29.2 | 10.0 | 4.6 | 0.018 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 5 | 427 | 355 | 26.7 | 113 | 342 | 177 | 229 |
比较例6 | 56.2 | 29.2 | 10.0 | 4.6 | 0.018 | 0.084 | 0.0070 | - | - | - | - | - | - | 35 | 426 | 357 | 12.3 | 264 | 602 | 299 | 377 |
比较例7 | 56.2 | 29.2 | 10.0 | 4.6 | 0.035 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 40 | 421 | 350 | 15.4 | 162 | 957 | 613 | 922 |
比较例8 | 56.2 | 29.2 | 10.0 | 4.6 | 0.018 | 0.196 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 30 | 411 | 342 | 19.3 | 91 | 455 | 206 | 291 |
比较例9 | 56.2 | 29.2 | 10.0 | 4.6 | 0.018 | 0.084 | 0.0120 | - | - | - | - | - | - | 45 | 432 | 362 | 14.8 | 260 | 867 | 538 | 853 |
比较例10 | 56.2 | 29.2 | 10.0 | 4.6 | 0.018 | 0.084 | 0.0002 | - | - | - | - | - | - | 8 | 435 | 363 | 20.3 | 196 | 320 | 152 | 238 |
实施例4 | 56.2 | 30.7 | 8.8 | 4.3 | 0.020 | 0.084 | 0.0005 | - | - | - | - | - | - | 12 | 448 | 382 | 9.7 | 693 | 398 | 184 | 269 |
实施例5 | 57.2 | 31.9 | 6.0 | 4.9 | 0.022 | 0.067 | 0.0005 | - | - | - | - | - | - | 12 | 465 | 398 | 14.1 | 681 | 471 | 308 | 423 |
比较例11 | 59.8 | 30.2 | 4.5 | 5.5 | 0.015 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 12 | 468 | 402 | 28.5 | 365 | 895 | 562 | 703 |
实施例6 | 57.1 | 25.3 | 11.6 | 6.0 | 0.013 | 0.118 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 12 | 448 | 371 | 8.3 | 607 | 398 | 205 | 305 |
比较例12 | 58.2 | 26.7 | 7.6 | 7.5 | 0.015 | 0.084 | 0.0028 | - | - | - | - | - | - | 12 | 478 | 408 | 29.6 | 394 | 1020 | 677 | 550 |
实施例7 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.020 | 0.078 | 0.0008 | - | - | - | - | - | - | 11 | 460 | 390 | 9.7 | 835 | 439 | 231 | 345 |
实施例8 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.010 | 0.050 | 0.0008 | 0.015 | - | - | - | - | - | 12 | 471 | 398 | 8.5 | 1130 | 398 | 195 | 267 |
实施例9 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.010 | 0.050 | 0.0008 | - | 0.03 | - | - | - | - | 12 | 473 | 400 | 8.2 | 1220 | 385 | 188 | 255 |
实施例10 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.015 | 0.084 | 0.0008 | - | - | 0.05 | - | - | - | 13 | 475 | 401 | 8.2 | 1244 | 405 | 212 | 323 |
实施例11 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.010 | 0.050 | 0.0008 | - | - | - | 0.025 | - | - | 12 | 470 | 399 | 8.4 | 1167 | 395 | 205 | 288 |
实施例12 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.020 | 0.090 | 0.0008 | - | - | - | - | 0.015 | - | 13 | 469 | 399 | 9.1 | 1077 | 455 | 252 | 370 |
实施例13 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.020 | 0.090 | 0.0008 | - | - | - | - | - | 0.03 | 12 | 466 | 397 | 9.0 | 1045 | 480 | 292 | 403 |
实施例14 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.020 | 0.090 | 0.0008 | - | - | - | - | 0.02 | 0.02 | 15 | 473 | 400 | 8.9 | 1124 | 451 | 247 | 359 |
实施例15 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.010 | 0.050 | 0.0008 | 0.005 | 0.02 | 0.005 | - | - | - | 13 | 473 | 401 | 8.1 | 1259 | 383 | 189 | 248 |
实施例16 | 56.8 | 24.9 | 9.1 | 5.2 | 0.010 | 0.050 | 0.0008 | - | 0.02 | 0.02 | - | - | - | 13 | 472 | 400 | 8.0 | 1250 | 390 | 187 | 251 |
实施例17 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.010 | 0.050 | 0.0008 | - | 0.04 | - | 0.01 | - | - | 14 | 473 | 400 | 8.5 | 1176 | 406 | 215 | 333 |
实施例18 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.010 | 0.050 | 0.0008 | 0.02 | - | 0.04 | 0.01 | - | - | 14 | 475 | 403 | 8.1 | 1310 | 400 | 221 | 354 |
实施例19 | 56.8 | 28.9 | 9.1 | 5.2 | 0.010 | 0.050 | 0.0008 | - | 0.01 | 0.06 | - | 0.005 | 0.01 | 15 | 468 | 398 | 8.3 | 1157 | 432 | 231 | 355 |
式(1)为DC预磁化参数值。可以看出R大,DC预磁化更好。目前一般使用的MnZn系铁氧体在150℃的Bs性能最大为约300Tm,而相对于本发明的NiMnZn系铁氧体的Bs性能式(1)的(Bs-300)2是差的平方。剩下的“/Hc”是表示相对于DC预磁化中电流值电感性能的线性扩展。
在本发明中研究了各种形式试样B-H回路性能和DC预磁化之间的关系。结果是在高饱和磁通密度Bs和小的矫顽力Hc的试样中,B-H回路的初始磁化曲线陡峭直到磁通接近饱和状态,所以,DC预磁化是希望的,但在矫顽力Hc大的试样中在初始磁化曲线的一半陡峭,且在中间,它适当倾斜,在其附近绘出一个小的曲线斜度。
所以,如果评价DC预磁化,在磁通饱和前电感降低,尽管Bs性能高,不能说明其性能,结果不能获得希望的DC预磁化。
表2示出了实施例1和比较例4材料在100℃的饱和磁通密度Bs和矫顽力Hc的性能。
表2
实施例1和比较例4的Bs与Hc性能(在100℃)
试样 | Bs(mT) | Hc(A/m) |
实施例1 | 440 | 7.5 |
比较例4 | 440 | 20.6 |
图1是DC预磁化的说明图,显示出用表2材料制造的变压器的DC预磁化。由此可以看出,实施例1和比较例4的材料的饱和磁通密度Bs性能是相同的,但矫顽力Hc大的比较例4材料DC电流值I.d.c小。其中电感L开始降低,在DC电流重叠以前电感L的值降低10%的DC电流值为约1.4(A)。另一方面,关于矫顽力Hc小的实施例1材料,电感L值降低10%的DC电流值为约1.75(A),且DC预磁化比比较例4增大。
由这些数据可以看出,关于DC预磁化不仅仅取决于饱和磁通密度Bs性能,饱和磁通密度Bs与矫顽力Hc之间的关系是重要的,特别是在宽的温度范围内使用的材料中需要式(1)中的R值大。
图2是R值与DC预磁化之间关系的说明图,示出了用比较例1和实施例1、3和8的材料制造的变压器在100℃的DC预磁化。由此可以看出,当R值沿着31、425、780和1130变大,则DC预磁化上升。在目前的铁氧体材料中R值达到400以上的值是困难的。本发明R值为400或更高。
将烧结的铁氧体试样磨成镜面,用盐酸腐蚀,用500倍光学显微镜在磨光面上照相。基于该光学显微镜的照片研究平均粒径。在上述的照片上做可收入约100个晶粒的正方形,例如200μm×200μm,计算在正方形中存在的晶粒数。假设在晶界存在的晶粒以1/2个计算。设这个数为n,则平均粒径d由下式计算:
主成分在如实施例1-19所示的预定范围内,副成分在预定范围内,烧结体的晶粒尺寸为6-25μm的铁氧体,以R为400或更大,在室温到150℃的能量损失PCV为500kw/m3或更小,饱和磁通密度Bs(100℃)为440mT或更大的方式来控制。
但是,在烧结体的平均粒径为6μm或更小的铁氧体中,如比较例5,矫顽力Hc大,饱和磁通密度Bs(100℃)为440mT或更小。另外,在烧结体的平均粒径为25μm或更大的铁氧体中,如比较例6,R低于400,不能得到低能量损失的性能。如果平均粒径为25μm或更大,晶粒可在没有由烧结条件引起反常生长下生长,可将R控制到比较好的值,但考虑到在使用的频率范围内能量损失的增加和烧结成本,本发明平均粒径的范围是更好的。
在主成分Fe2O3含量为59摩尔%或更大,NiO含量为7摩尔%或更大时,如比较例11和12,B-H回路为帕明瓦(perminvar)型,这种趋势是值得注意的。虽然饱和磁通密度Bs(100℃)高,矫顽力Hc大,由此R为400或更低,且能量损失快速增加。如果Fe2O3小于53摩尔%,不能获得希望的饱和磁通密度Bs。如果NiO含量为0-2摩尔%,如比较例1和2所显示的,添加对提高饱和磁通密度Bs(100℃)的作用是很小的,且不能提供希望的性能。所以NiO含量应为2摩尔%或更高。明确地说,4摩尔%或更高是更好的,且饱和磁通密度Bs(100℃)性能显著提高,R值也大。在4-6摩尔%,R值最大,而在其它范围它降低。
如比较例4,在ZnO含量为4摩尔%或更低时,虽然饱和磁通密度Bs(100℃)高,矫顽力Hc大,由此R值降低,且不能获得更好的DC预磁化,不能获得低能量损失性能。如比较例3,在ZnO含量为12摩尔%或更大时,居里温度降低,以使饱和磁通密度Bs(100℃)不够。
如比较例7-10,在主成分在预定范围中,但副成分超出预定范围的NiMnZn系铁氧体中,在烧结过程中晶粒生长不够或引起反常生长,饱和磁通密度Bs和R值降低,而且能量损失迅速增加。
如果SiO2低于0.005重量%和CaO低于0.008重量%,电阻降低,能量损失大。如果SiO2超过0.03重量%和CaO超过0.17重量%,在烧结期间由于反常的晶粒生长不能获得预定的饱和磁通密度Bs和低的能量损失。
特别是副成分P的更小含量对烧结体的密度有影响。本发明P的范围为0.0004-0.01重量%。如比较例9,在P含量大于0.01重量%时,烧结期间晶粒反常生长,不能获得满意的烧结体密度,因此,不能获得希望的饱和磁通密度Bs和R值。如比较例10,在P含量低于0.0004重量%时,烧结性不足,不能获得预定的饱和磁通密度Bs和R值。
相反,如实施例8-19,在主成分和副成分在预定范围的NiMnZn系铁氧体中,以预定范围添加一种或二种以上添加成分:Nb2O50.005-0.03重量%、Ta2O50.01-0.08重量%、V2O50.01-0.1重量%、ZrO20.005-0.03重量%、Bi2O30.005-0.04重量%和MoO30.005-0.04重量%,并且控制平均粒径为6-25μm,与没有添加成分的相比获得的烧结体相应密度高,其结果获得矫顽力Hc小,饱和磁通密度Bs高和R值高这样的性能。此外,特别是添加成分Nb2O5和Ta2O5可有效降低能量损失。
在这些添加成分的含量低于预定范围时,添加的作用不明确,在大于预定范围时,烧结期间晶粒反常生长,且不能提供希望的饱和磁通密度Bs(100℃)和低能量损失。
图3是变压器和扼流圈的说明图,其中图3A是EE型的外透视图。图3B是EE型的横截面图,而图3C是EI型的外透视图。
在图3A和图3B的变压器和扼流圈中一对E型铁氧体磁芯1相对组成磁芯,中心磁座2安装缠绕线圈4的线轴3。在中心磁座2之间的间隙G是用来调整电感,并可移动。
在图3C中,E型铁氧体磁芯11和I型铁氧体磁芯12相对形成磁芯,而E型铁氧体磁芯11的中心磁座101缠绕线圈14。
如果将本发明Ni Mn Zn系铁氧体应用于变压器和扼流圈磁芯,这样的变压器和扼流圈可在宽温度范围内使用。
在Ni Mn Zn系铁氧体中,主成分范围在如下范围内::Fe2O3=53-59摩尔%,MnO=22-41摩尔%,ZnO=4-12摩尔%和NiO=2-7摩尔%;该NiMnZn系铁氧体的副成分范围在如下范围内:SiO2:0.005-0.03重量%,CaO:0.008-0.17重量%和P:0.0004-0.01重量%。所以,饱和磁通密度Bs为440mT或更大,DC预磁化优异。这样,本发明NiMnZn系铁氧体可在宽的温度范围内使用。
在NiMnZn系铁氧体中,主成分范围在如下范围内::Fe2O3=53-59摩尔%,MnO=22-39摩尔%,ZnO=4-12摩尔%和NiO=4-7摩尔%;而该NiMnZn系铁氧体的副成分范围在如下范围内:SiO2:0.005-0.03重量%,CaO:0.008-0.17重量%和P:0.0004-0.01重量%。所以,饱和磁通密度Bs性能更加改善,DC预磁化优异。这样,本发明NiMnZn系铁氧体可用于宽的温度范围。
在Ni Mn Zn系铁氧体中以预定范围添加至少一种如下添加成分:Nb2O5:0.005-0.03重量%,Ta2O5:0.01-0.08重量%,V2O5:0.01-0.1重量%,ZrO2:0.005-0.03重量%,Bi2O3:0.005-0.04重量%和MoO3:0.005-0.04重量%。所以,饱和磁通密度Bs为450mT或更大,而DC预磁化更优异。这样,本发明NiMnZn系铁氧体是低能量损失的。
在上述NiMnZn系铁氧体中,烧结体的平均粒径为6-25μm。所以,本发明NiMn Zn系铁氧体矫顽力Hc小,饱和磁通密度Bs(100℃)为440mT或更大,且能量损失低。
在本发明NiMnZn系铁氧体中,烧结体的饱和磁通密度Bs为440mT或更大,所以,DC预磁化优异。
在本发明NiMnZn系铁氧体中,饱和磁通密度Bs(150℃)和矫顽力Hc(150℃)之间的关系满足条件:R=(Bs-300)2/Hc(式中R≥400)。所以,以R值(R≥400)为参数的预磁化优异。
对于变压器或扼流圈可使用本发明Ni Mn Zn系铁氧体。所以,可生产具有优越DC预磁化并可应用于宽温度范围的变压器或扼流圈。
Claims (9)
1.一种NiMnZn系铁氧体,包括:
主成分:包括氧化铁Fe2O3 53-59摩尔%,氧化锰MnO 22-41摩尔%,氧化锌ZnO 4-12摩尔%和氧化镍NiO 2-7摩尔%;和
副成分:包括氧化硅SiO2 0.005-0.03重量%,氧化钙CaO 0.008-0.17重量%和磷P 0.0004-0.01重量%。
2.一种NiMnZn系铁氧体,包括:
主成分:包括氧化铁Fe2O3 53-59摩尔%,氧化锰MnO 22-39摩尔%,氧化锌ZnO4-12摩尔%和氧化镍NiO4-7摩尔%;和
副成分:包括氧化硅SiO2 0.005-0.03重量%,氧化钙CaO 0.008-0.17重量%和磷P 0.0004-0.01重量%。
3.权利要求1所述的NiMnZn系铁氧体,其特征在于以预定范围添加一种或二种或更多种下述添加成分:
Nb2O5:0.005-0.03重量%
Ta205:0.01-0.08重量%
V2O5:0.01-0.1重量%
ZrO2: 0.005-0.03重量%
Bi2O3:0.005-0.04重量%和
MoO3: 0.005-0.04重量%。
4.权利要求2所述的NiMnZn系铁氧体,其特征在于以预定范围添加一种或二种或更多种下述添加成分:
Nb2O5:0.005-0.03重量%
Ta2O5:0.01-0.08重量%
V2O5:0.01-0.1重量%
ZrO2: 0.005-0.03重量%
Bi2O3:0.005-0.04重量%和
MoO3: 0.005-0.04重量%。
5.权利要求1-4任一项所述的NiMnZn系铁氧体,其中烧结体的平均粒径为6-25μm。
6.权利要求5所述的NiMnZn系铁氧体,其中烧结体的饱和磁通密度Bs在100℃为440mT或更大。
7.权利要求6所述的NiMnZn系铁氧体,其中烧结体的饱和磁通密度Bs在150℃时与矫顽力Hc在150℃时之间的关系满足如下条件:
R=(Bs-300)2/Hc,式中R≥400。
8.使用权利要求1-7任一项所述NiMnZn系铁氧体构成的变压器。
9.使用权利要求1-7任一项所述NiMnZn系铁氧体构成的扼流圈。
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