软磁铁氧体现状与发展.doc

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1、软磁铁氧体现状与发展摘要：本文讨论分析了软磁铁氧体国内外研究、生产、专用工艺设备、市场现状。详细论讨了高磁导率铁氧体、功率铁氧体、迭层片式电感器用的铁氧体粉料等铁氧体的技术发展动向。1.前言软磁铁氧体应用广，用量大的一种磁性材料。1997年世界产量22万吨，其中我国产量5万吨，预计2000年世界产量将达到30万吨，2005年达到45万吨，预计今年我国将达到6万吨，2005年将超过15万吨，约占全世界软磁铁氧体总量的1/3，占世界第一位。但我国尚存在工艺技术比较低，一些专用工艺设备较落后，造成产品档次不够高等问题，有待进一步解决。在软磁铁氧体的产量中，高磁导率铁氧体约占20％，

2、功率铁氧体约占25％，宽带射频铁氧体，电子镇流器约占15％，其余的如抗电磁干扰（EMI），偏转磁芯等约占40％。２技术发展方向2.1软磁铁氧体制备工艺从80年代以来，我国引进国外先进工艺设备和工艺技术，使生产规模和效率有显著提高，一些产品性能在较短的时间内达到国际水平。但生产的自动化程度还跟不上发达国家著名铁氧体公司，他们生产线用“电脑集成制造”（CIM）和“电脑/人联合集成”（CHIM），用电脑控制自动完成制粉、成型、烧结、磨削及包装等工序，使产品合格率达95～99％。2.2高磁导率铁氧体由于高磁导率铁氧体在数字通讯，光纤通讯及电磁兼容等领域中大量应用，促使其制备工艺逐渐完

3、善，不断提高性能，国外研制水平μi为20000～23000，国内外有关生产水平列于表1。值得提及的表1中列出的μi值国内厂家属于小批量生产性能，大批量生产的μi值为7000～8000，研制水平为12000～13000。海宁天通电子有限公司陆明岳开发的产品，1999年6月通过省级新产品鉴定μi为13000。北京大学与深圳组建的深圳中核集团公司，去年10月投产，年生产能力30吨，产品μi稳定在10000以上，最高能达到18000。目前除要求高磁导率铁氧体继续提高磁导率外，要求居里温度Tc高，损耗因数tgδ/μi温度系数αμi要低，并要求随使用频率增加磁导率衰减慢，使μi－f曲线在

4、较宽频带内保持平直，具有高的截止频率。预计到2002年，国外商品化产品磁导率将提高到25000左右。近年来EMI磁芯发展很快，TDK和美国steward等公司，已有10多种牌号，品种规格很全，国内尚处在小批量生产阶段，是根据用户要求生产产品。2.3功率铁氧体近几年来，功率铁氧体销售额平均年增长率约10％，是80年代后期到90年代初研究重点，其产品主要应用于高频开关电源的主变压器磁芯，具有代表性的产品是以日本TDK公司的PC30、PC40、PC50，国内企业也向这些牌号性能指标努力，现在国内能大批量生产的是PC30，只有个别企业能生产PC40。天通公司大批量生产TP4产品性能与

5、TDK公司的PC40相同，μi=2300±25％，在室温（25℃）时，Bs=510mT，Br=100mT，Hc=14A/m，在100kHz，100℃下，Pc=410mw/cm3，ρ=6.5Ω.m，Tc≥215℃，d≈4.8/cm3。PC50国内在1994年研制成功，但至今未投产。经过一段时间实践，开关电源主流产品的工作频率是100～300kHz，为了适应需要，TDK公司首先推出PC44，FDK、PHILPS、TOK等公司分别推出6H40、3C94、BHI等牌号产品，使功率损耗比PC40材料降低1/4～1/3。国内天通电子公司等企业也在加紧开发相应性能的产品；另外有的开关电源工

6、作频率发展到0.5～1MHz，并与其相应的功率铁氧体材料也已商品化，在80～100℃，500kHz，50mT下，磁芯损耗为80～100kW/m3。为了提高功率铁氧体工作频率，必须控制其微观结构，使晶粒均匀，细小，提高密度，在配方中掺入适量添加物，以便提高产品晶界阻率，表2列出对样品配方Mn0.74Zn0.18Fe2.06O4进行添加物试验，在1MHz，50mT下，添加物对室温涡流损耗（Pe）和电流电阻（ρ）的影响。从表2中可以看出添加物对降低铁氧体涡流损耗和提高电阻率有一定的好处，因此，在配料时常常掺入适量添加物来提高铁氧体性能。今后功率铁氧体研究开发产品重点仍然向小型化、高

7、频化、低损耗化方向发展。一方面是工作频率100～300kHz铁氧体，在100kHz，200mT，100℃时铁氧体损耗Pc降到150Kw/m3左右，另一方面是工作频率1～3MHz超高频开关电源，要求低损耗的MnZn铁氧体或NiZn铁氧体。为使软磁铁氧体生产专业化，像永磁铁氧体一样有专门生产预烧料企业提供。过去几年上海宝钢和天通电子公司联合生产功率铁氧体预烧粉料，他们充分利用宝钢酸洗钢液提纯，然后将各成分氯化物溶液经Ruthner喷雾焙烧炉而获得MnZn铁氧体粉料，这种方法制备粉料的优点是颗粒均匀，活性好，