1引言
早在上世纪70年代日本东北金属公司(TOKIN)就采用共同沉淀法发明了优铁氧体2001F和超优铁氧体1000S材料<1>，其低损耗(高μQ)、高稳定(低减落、低温度系数)优良特性受到了通信产业用户的青睐，在业内引起了轰动。随后德国西门子公司也推出了相似的N48材料。近年来功率铁氧体材料的飞速发展启发了各大厂商的开发思路，一种兼具高μQ和高Bs材料特性的新材料便应运而生。2003年Epcos公司推出的N45及Philips公司推出的3B46材料<2><3>都具有低损耗、高稳定性特点，广泛用于通信电子等弱电行业和汽车电子、电力控制电路等强电领域。这种新型Mn-Zn铁氧体具有双重特性，既用于弱电又用于强电，既能在通信设备中制造高保真滤波器、阻抗变换器、均衡器，又能在电力电子电路很宽功率范围内作频率转换、电流变换器件。其材料性能兼具高μ、高Bs、低损耗、高稳定性等特点。从损耗特性和温度稳定性方面来看，比损耗已大大优于N48材料，接近优铁氧体2001F水平，而饱和磁感应强度Bs则达到TDK公司新推出的DN50水平，并且比磁滞损耗系数极小，因而非线性失真较小，THD指标良好。
东磁公司中央研究所在2003年就市场发展的需要，组织了研发课题小组(东磁牌号为DMR4KBQ)，加快开发速度，在当年年底开发成功，并在2004年进行中试放样，现已给美国及国内公司小批量供货。材料性能指标如表1所示。
2试验过程及测试结果
采用现行大生产所用Fe2O3、Mn3O4、ZnO为原料，用传统的Mn-Zn铁氧体干法工艺制备铁氧体样品坯件，然后在钟罩炉中用一定的N2+O2气氛烧结制得样品。我们选取Fe2O3在52.5~55.5mol%之间， ZnO在8.5~11.5mol%之间，余为Mn3O4，混合、预烧，添加CaCO3、Nb2O5、TiO2、ZrO2、NiO、V2O5、CO2O3等掺杂物在砂磨机中砂磨，喷雾造粒、压制成毛坯，在钟罩炉中按选定的气氛曲线烧结，并在冷却过程中连续递减氧分压，制备最终样品。磁芯的Bs用湖南娄底MATS-2000表测试，μi通过绕线法用HP4284表测试电感，多次试验的典型测试结果见表2。
在上述试验基础上，我们稳定配方和工艺，进行了批量中试，按表1技术指标控制，先后向国内外几家知名公司提供了EP9和、P9x5A等磁心器件，满足了客户需求。
3讨论
软磁铁氧体料粉制备工艺、气氛烧结原理和致密化技术，有不少专著论述<5>，但在应用过程中的有效招术则是仁者见仁、智者见智，兹就我们的点滴经验论述如下。
3.1从提高磁导率及Q值(提高μQ值)方面考虑
a.为保证高μQ性能、制备活性好、工艺适应强的铁氧体基础料粉，必需有一套成熟有效的先进技术。原材料指标纯度高、活性好、有害杂质少；在此配方中我们选用了国外某公司高纯Fe2O3，其纯度达99.5％以上，Si含量低于50ppm，以及国内高纯Mn3O4和ZnO。
b.降低磁晶各向异数常数K1及磁滞收缩常数λS；配方基本成分要满足高Bs，高Tc及K1≈0，λS≈0的条件。同时添加如TiO2、ZrO2、CO2O3等添加剂，消除过铁配方产生陡峭μi~T曲线的影响，使材料μi~T曲线更加平缓，但从Epcos及Philips两家公司所披露的性能指标来看，对于aμ这项指标相差较大；另外我们手头还得到了去年川崎公司试制的类似N45的SK302<4>材料特性资料，发现国外这几家公司对比温度系数aμ控制都比较棘手，而且还要同时保证比损耗系数tgδ/μi极低，更加困难。由于我们掌握了有效杂质添加与优化烧结工艺，使上述优良性能得到了保证；
c.显微结构对磁导率的影响；保证获得高密度及优良显微结构的工艺条件，减少气孔率及完成致密化并控制适当晶粒尺寸是关键。
3.2从提高饱和磁感应强度Bs方面考虑
a.饱和磁感应强度Bs随Fe2O3的过量的增加而增加，高温Bs则随Zn含量减少而增加，居里温度也随之升高。按此原则所以一般应选取为Fe2O3在52.5~55.5mol%之间，ZnO在8.5~11.5mol%之间，从试制结果看，常温Bs可达到559mT，高温Bs可达441mT。
b.在高Bs材料中可以添加少量NiO、V2O5，改善晶粒结构、提高材料密度和强度，还可提高居里温度，改善材料的高温性能。
3.3从烧结工艺考虑
因原料活性较好，在烧结过程中可以采用较低的烧结温度（1350~1360℃），同时用稍高的氧分压烧结，并在降温过程严格控制氧含量，就能够较好的提高材料的Q值；另外在升温段应控制一个缓慢的过程，并在排胶完毕后降低其氧分压，在致密化阶段尽量排除气孔，促进晶粒均匀生长以利提高密度，保证获得优良磁性能。
4结论
a.选择铁锰锌一定比例的主配方作基料，添加适量的CaCO3、Nb2O5、TiO2、ZrO2、NiO、V2O5、CO2O3等掺杂物，在钟罩炉中用一定的N2+O2气氛烧结，能制备常温Bs可达到559mT，高温Bs可达441mT，并且其在10kHz和100kHz时tgδ/μi值分别小于1×10-6和2×10-6，即兼具高μQ和高Bs性能的双重特性铁氧体材料；
b.配方的添加物的变化可控制μi~T曲线的二峰的位移和曲线的平缓度，从而有效控制各温度段比温度系数aμ的大小；
c.本材料的试制过程采用现行大生产干法工艺技术制取优质料粉以及钟罩炉低温气氛烧结冷却工艺，有效掺杂和烧结冷却气氛氧分压的严格控制，可保证材料获得高μQ性能。

参考资料
[1]明石雅夫：高性能锰锌铁氧体"超优铁氧体"，电子材料（日）第九卷11号P21~27  1970年
[2]Epcos公司产品目录
[3]Philips公司产品目录
[4]川崎制铁株式会社SK302材料试制性能指标
[5]平贺贞太郎、奥谷克伸等：フェライト，丸善株式会社  昭和61年（1986）