镍锌铁氧体材料的机械强度和耐热冲击性能

镍锌铁氧体材料的机械强度和耐热冲击性能

软磁铁氧体主要有锰锌和镍锌两大系列铁氧体材料，主要应用于计算机、通讯、电源及消费电子产品等领域，是电子工业的基础功能材料。镍锌铁氧体与锰锌铁氧体相比，具有电阻率大、使用频率高的特点，适合制作各种表面贴装元器件。适合表面贴装的功率电感器的开发和量产，为电源电路的小型化、薄型化以及传输较大功率的DC-DC电源模块提供了美好的前景。表面贴装元器件要求产品必须满足适合表面贴装和焊接，并具有良好的强度等条件。随着表面贴装产品的小型化，对镍锌铁氧体材料的机械强度、耐热冲击性能等提出了更高的要求。

据恒之信网报道：针对功率电感器小型化对镍锌铁氧体材料机械强度和耐热冲击性的双重要求，我国成功研制出高强度耐热冲击镍锌铁氧体。

采用新工艺的镍锌铁氧体具有高强度和抗热震性的双重特性，应用于功率电感中，可满足功率电感小型化对材料强度和抗热震性的双重要求。包括主成分和次成分，主成分为：氧化铁、氧化镍、氧化锌、氧化铜，次成分包括碳酸钙、氧化钴、五氧化二钒、二氧化硅。依次包括混料、预烧结、破碎、造粒、压制、烧结等工序。

新技术采用合理的主配方，通过调节Fe2O3的含量来调节材料的饱和磁感应强度；通过调节NiO的含量来调节材料的使用频率；通过调节ZnO的含量来调节材料的磁导率。辅助组分中添加Co2O3，改善了材料的频率特性和磁导率特性；辅助组分中添加CaCO3和SiO2，增加了晶界厚度，降低了高频带的相对损耗因子；辅助组分中添加V2O5，降低了烧结温度；并通过生产工艺进一步调整材料的晶体结构和晶界分布，使其具有良好的强度和耐热冲击性能。此材料适用于表贴功率电感的开发和量产，有利于传输较大功率的电源电路和DC-DC电源模块的小型化、薄型化。

该材料的性能指标如下：

1、初始磁导率μ1：200±25%。

2、饱和磁感应强度Bs：380±5%。

3、居里温度Tc：>200℃。

4、机械强度S1：>，室温下无热冲击时的机械强度。

5、机械强度S2：>350℃热冲击3秒后的机械强度。

与现有技术相比，新技术有效提高了材料的机械强度和抗热震性，并且能够保持相应的起始磁导率、较高的饱和磁感应强度，并具有较高的居里温度。对比实施例和对比例的微观组织，如图3所示，对比例材料的结晶较粗大，晶粒尺寸为50～100μm；实施例结晶较为均匀，晶粒边界清晰，晶粒尺寸为10～20μm。晶粒细化和晶界增粗应该是实施例相对于对比例的机械强度和抗热震性有明显提高的重要原因。新技术的材料应该能够满足小功率电感对镍锌材料的性能要求。

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