MHz锰锌功率铁氧体材料研究
发布时间：2021-06-27 19:11
电力电子技术的进步对功率传输器件提出了更严格的要求,随着器件向小型化、集成化、轻量化、高频化的趋势发展,开发用于MHz级的高性能高频功率铁氧体材料成为软磁材料研究领域的一大重点。在铁氧体材料家族中,锰锌功率铁氧体拥有最为优异的综合磁性能,但由于其电阻率不高且截止频率较低,其应用被限制在4 MHz以下。本文采用传统固相烧结工艺制备了在1-10 MHz使用的各类低功耗高频锰锌功率铁氧体材料,在优化的工艺基础上,通过研究Ca-Si-La掺杂作用、Co-Ti复合掺杂作用和Nb-Ti复合掺杂对锰锌铁氧体的影响,成功制备了能够应用于1-10 MHz的锰锌功率铁氧体材料,并对高频下磁损耗的经典分离模型做出了改良,得到了新的经验公式。综上所述,得到的具体结论如下:1)La2O3配合CaO-SiO2的三元复合掺杂可以大幅度改变锰锌铁氧体的电阻率和微观组织,表现为在La2O3掺杂量较少时促进晶粒生长和提高电阻率,而在La2O3掺杂量较多时显著抑制晶粒生长...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧化物法工艺制备锰锌铁氧体的大致流程
第二章实验方法19图2.3AgilentE4991A阻抗分析仪操作界面Fig.2.3AgilentE4991Aimpedenceanalyseroperationinterface2.4.2电阻率测试由于样品属于半导体性质，采用四探针法（RTS-9型）对电阻率进行测量。使用系统中的方块电阻测试模式（测试范围为10-3-106Ω.m），要求测试样品厚度低于4mm。四探针法的测试原理是改变电流和电压的流向，得到两组测量数据，当测量误差在1.38以内时，便接受测量结果。需要说明，本文所使用的样品尺寸和电阻率数值均满足要求。2.4.3密度测试密度测试由Archimedes方法完成，具体做法为：（1）使用分析天平测得样品自身质量为ma，单位为g;（2）选用容器盛装适量纯水并置于天平上，随后清零；（3）用细线将样品系牢固后，使样品悬浮在水中，稳定后记录天平读数mb，此时样品收到的浮力F为：=液=(2.2)其中ρ液为纯水的密度，从式2.2反推出V的数值；（4）样品的密度如以下公式所示：样==(2.3)
第三章La元素掺杂对锰锌铁氧体的影响及机理研究23表3.1各类掺杂物质的含量Table3.1ThedopingelementsandtheirconcentrationNameDopingcategoriesandconcentration(ppm),20g/batchCaOSiO2La2O3TiO2Co2O3Ta2O5L02000400010001000500L0.25200040025010001000500L0.5200040050010001000500L0.75200040075010001000500L12000400100010001000500L1.52000400150010001000500L22000400200010001000500L32000400300010001000500L3.52000400350010001000500L42000400400010001000500L4.52000400450010001000500L62000400600010001000500L30*0030000000*ForXRDmeasurements图3.1L0-L6以及L30的XRD图谱Fig.3.1XRDpatternsofsampleL0-L6andL30图3.2、图3.3a和图3.3b分别为不同La2O3掺杂量的MnZn功率铁氧体的SEM图，以及平均晶粒尺寸和密度变化图。从中可以看出，当不掺杂La2O3时，材料的微观组织十分不均匀，较大晶粒的尺寸在10-30μm之间，但是大晶粒周
【参考文献】：
期刊论文
[1]烧结气氛对锰锌功率铁氧体材料性能的影响[J]. 黄爱萍,谭福清,豆小明. 磁性材料及器件. 2014(04)
[2]Microstructure and temperature dependence of magnetic properties of CuO-added MnZn ferrites[J]. LI Lezhonga, b, LAN Zhongwenb, ZHU Xinghuaa, and YU Zhongb a College of Optoelectronic Technology, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610225, China b State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China. Rare Metals. 2011(03)
[3]低温共烧MnZn铁氧体的研究现状[J]. 卢超,徐光亮,曾丽文,余洪滔,陈劲松. 磁性材料及器件. 2010(04)
[4]锰锌软磁铁氧体的制备、应用及研究进展[J]. 段希萌,陈文革. 电工材料. 2008(04)
[5]添加CaO、V2O5对高频MnZn铁氧体性能的影响[J]. 余忠,兰中文,王京梅. 材料研究学报. 2004(02)
[6]软磁铁氧体的发展历程及展望[J]. 李东风,贾振斌,魏雨. 化工时刊. 2002(08)
[7]低损耗Mn-Zn功率铁氧体研究进展[J]. 冯则坤,李海华,何华辉. 磁性材料及器件. 2002(02)
[8]永磁、软磁铁氧体的历史进程[J]. 都有为. 磁性材料及器件. 1994(02)
[9]含La3+的Ni-Zn铁氧体的微观结构和电磁性能[J]. 陈亚杰,刘培生,高风,高伟建. 材料科学进展. 1993(04)
[10]铁氧体的单离子磁晶各向异性[J]. 翟宏如,杨桂林,徐游. 磁性材料及器件. 1981(04)
博士论文
[1]高磁导率MnZn铁氧体及MnZn铁氧体微粉的制备、结构与性能研究[D]. 张存芳.华南理工大学 2009
[2]锰锌铁氧体损耗、磁导率和阻抗特性及制备技术研究[D]. 黄爱萍.华中科技大学 2006
[3]高性能MnZn铁氧体材料的制备及机理研究[D]. 聂建华.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]高频低功耗功率铁氧体的制备和研究[D]. 霍骅鑫.浙江大学 2019
[2]Sn取代对镍锌软磁铁氧体磁性能和功率损耗的影响[D]. 马玉启.安徽大学 2015
[3]MnZn铁氧体微粉的制备和性能研究[D]. 刘强.浙江工业大学 2015
[4]高频低功耗锰锌铁氧体的研究[D]. 师晓东.杭州电子科技大学 2015
[5]低功耗Mn-Zn铁氧体的制备及磁性能研究[D]. 孙兵.南京航空航天大学 2014
[6]锰锌铁氧体的制备及其表征[D]. 李国福.昆明理工大学 2013
[7]超低功耗MnZn铁氧体研制[D]. 许志勇.电子科技大学 2009
[8]高密度高BsMnZn铁氧体材料研究[D]. 谢兵.电子科技大学 2008
[9]高磁导率MnZn铁氧体材料烧结技术研究[D]. 邓绍文.电子科技大学 2007
本文编号：3253438
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氧化物法工艺制备锰锌铁氧体的大致流程
第二章实验方法19图2.3AgilentE4991A阻抗分析仪操作界面Fig.2.3AgilentE4991Aimpedenceanalyseroperationinterface2.4.2电阻率测试由于样品属于半导体性质，采用四探针法（RTS-9型）对电阻率进行测量。使用系统中的方块电阻测试模式（测试范围为10-3-106Ω.m），要求测试样品厚度低于4mm。四探针法的测试原理是改变电流和电压的流向，得到两组测量数据，当测量误差在1.38以内时，便接受测量结果。需要说明，本文所使用的样品尺寸和电阻率数值均满足要求。2.4.3密度测试密度测试由Archimedes方法完成，具体做法为：（1）使用分析天平测得样品自身质量为ma，单位为g;（2）选用容器盛装适量纯水并置于天平上，随后清零；（3）用细线将样品系牢固后，使样品悬浮在水中，稳定后记录天平读数mb，此时样品收到的浮力F为：=液=(2.2)其中ρ液为纯水的密度，从式2.2反推出V的数值；（4）样品的密度如以下公式所示：样==(2.3)
第三章La元素掺杂对锰锌铁氧体的影响及机理研究23表3.1各类掺杂物质的含量Table3.1ThedopingelementsandtheirconcentrationNameDopingcategoriesandconcentration(ppm),20g/batchCaOSiO2La2O3TiO2Co2O3Ta2O5L02000400010001000500L0.25200040025010001000500L0.5200040050010001000500L0.75200040075010001000500L12000400100010001000500L1.52000400150010001000500L22000400200010001000500L32000400300010001000500L3.52000400350010001000500L42000400400010001000500L4.52000400450010001000500L62000400600010001000500L30*0030000000*ForXRDmeasurements图3.1L0-L6以及L30的XRD图谱Fig.3.1XRDpatternsofsampleL0-L6andL30图3.2、图3.3a和图3.3b分别为不同La2O3掺杂量的MnZn功率铁氧体的SEM图，以及平均晶粒尺寸和密度变化图。从中可以看出，当不掺杂La2O3时，材料的微观组织十分不均匀，较大晶粒的尺寸在10-30μm之间，但是大晶粒周
【参考文献】：
期刊论文
[1]烧结气氛对锰锌功率铁氧体材料性能的影响[J]. 黄爱萍,谭福清,豆小明. 磁性材料及器件. 2014(04)
[2]Microstructure and temperature dependence of magnetic properties of CuO-added MnZn ferrites[J]. LI Lezhonga, b, LAN Zhongwenb, ZHU Xinghuaa, and YU Zhongb a College of Optoelectronic Technology, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610225, China b State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China. Rare Metals. 2011(03)
[3]低温共烧MnZn铁氧体的研究现状[J]. 卢超,徐光亮,曾丽文,余洪滔,陈劲松. 磁性材料及器件. 2010(04)
[4]锰锌软磁铁氧体的制备、应用及研究进展[J]. 段希萌,陈文革. 电工材料. 2008(04)
[5]添加CaO、V2O5对高频MnZn铁氧体性能的影响[J]. 余忠,兰中文,王京梅. 材料研究学报. 2004(02)
[6]软磁铁氧体的发展历程及展望[J]. 李东风,贾振斌,魏雨. 化工时刊. 2002(08)
[7]低损耗Mn-Zn功率铁氧体研究进展[J]. 冯则坤,李海华,何华辉. 磁性材料及器件. 2002(02)
[8]永磁、软磁铁氧体的历史进程[J]. 都有为. 磁性材料及器件. 1994(02)
[9]含La3+的Ni-Zn铁氧体的微观结构和电磁性能[J]. 陈亚杰,刘培生,高风,高伟建. 材料科学进展. 1993(04)
[10]铁氧体的单离子磁晶各向异性[J]. 翟宏如,杨桂林,徐游. 磁性材料及器件. 1981(04)
博士论文
[1]高磁导率MnZn铁氧体及MnZn铁氧体微粉的制备、结构与性能研究[D]. 张存芳.华南理工大学 2009
[2]锰锌铁氧体损耗、磁导率和阻抗特性及制备技术研究[D]. 黄爱萍.华中科技大学 2006
[3]高性能MnZn铁氧体材料的制备及机理研究[D]. 聂建华.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]高频低功耗功率铁氧体的制备和研究[D]. 霍骅鑫.浙江大学 2019
[2]Sn取代对镍锌软磁铁氧体磁性能和功率损耗的影响[D]. 马玉启.安徽大学 2015
[3]MnZn铁氧体微粉的制备和性能研究[D]. 刘强.浙江工业大学 2015
[4]高频低功耗锰锌铁氧体的研究[D]. 师晓东.杭州电子科技大学 2015
[5]低功耗Mn-Zn铁氧体的制备及磁性能研究[D]. 孙兵.南京航空航天大学 2014
[6]锰锌铁氧体的制备及其表征[D]. 李国福.昆明理工大学 2013
[7]超低功耗MnZn铁氧体研制[D]. 许志勇.电子科技大学 2009
[8]高密度高BsMnZn铁氧体材料研究[D]. 谢兵.电子科技大学 2008
[9]高磁导率MnZn铁氧体材料烧结技术研究[D]. 邓绍文.电子科技大学 2007
本文编号：3253438
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