本发明公开了一种光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料是一种MnZn铁氧体，该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：8.80‑9.30%，Zn：7.12‑9.27%，Si：2.10‑4.30%，Al：2.53‑2.57%,C：0.51‑1.35%，Cr：0.45‑0.62%，Ti：0.18‑0.32%，Y：0.18‑0.25%，V：0.20‑0.36%，Cu：0.73‑0.87%，Ni:0.80‑0.87%，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁主要以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：8‑12%，Pr：5‑7%,Ho：0‑3%,Dy：15‑25%，Er：2‑6%，Eu：0‑4%，余量为La。通过本发明的对组分和工艺的调整，添加稀土元素后，使得本发明的磁性材料具有良好的高频特性,通常的适用范围在1MHz以上,磁导率一般在1500以下变化,适用于各种磁读取材料的制造、中轴变压器磁芯的制造、电感器的制造、滤波线圈的制造等,使其在信息写入读取、射频通讯、广播电视等领域有非常广泛的应用。
1.一种光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料是一种MnZn铁氧体，其特征在于：该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：8.80-9.30%，Zn：7.12-9.27%，Si：2.10-4.30%，Al：2.53-2.57%，C：
0.51-1.35%，Cr：0.45-0.62%， Ti：0.18-0.32%，Y：0.18-0.25%，V：0.20-0.36%，Cu：0.73-
0.87%，Ni: 0.80-0.87%，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：8-12%，Pr：5-7%，Ho：0-3%，Dy：15-25%，Er：
其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006%、H≤0.002%、P：0.016-0.018%、S：0.012-
2.根据权利要求1所述的光伏逆变器用磁性材料，其特征在于：该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：8.80%，Zn：7.12%，Si：2.10%，Al：2.537%，C：0.51%，Cr：0.45%，Ti：0.18%，Y：
0.18%，V：0.20%，Cu：0.73%，Ni: 0.80%，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：8%，Pr：5%， Dy：15%，Er：2%，Eu：1%，余量为La；其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006%、H≤0.002%、P：0.016%、S：0.012%。
3.根据权利要求1所述的光伏逆变器用磁性材料，其特征在于：该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：9.10%，Zn：8.17%，Si：3.40%，Al：2.55%，C：0.87%，Cr：0.52%， Ti：0.22%，Y：
0.20%，V：0.26%，Cu：0.77%，Ni: 0.84%，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：10%，Pr：6%，Ho：2%，Dy：19%，Er：4%，Eu：1%，余量为La；
其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006%、H≤0.002%、P：0.017%、S：0.013%。
4.根据权利要求1所述的光伏逆变器用磁性材料，其特征在于：该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：9.30%，Zn：9.27%，Si：4.30%，Al：2.57%，C：1.35%，Cr：0.62%，Ti：0.32%，Y：0.25%，V：0.36%，Cu：0.87%，Ni: 0.87%，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：12%，Pr：7%，Dy：25%，Er：6%，Eu：4%，余量为La；
其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006%、H≤0.002%、P：0.018%、S：0.014%。
5.根据权利要求1所述的光伏逆变器用磁性材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按照权利要求1所述组分的配比，称取经换算得出的合适配比的盐分量，将称取的盐溶解在100ml的蒸馏水中，搅拌至完全溶解；再向盐溶液中加入浓度为35-40mol/L的乙酰丙酮溶液，室温下搅拌20-30min，生成深褐色悬浊液；
（2）配制体积比为8∶3的丙酮与水混合溶液，将步骤（1）得到的悬浊液加到上述丙酮与水混合溶液，保持50-65℃的温度，搅拌至完全溶解，室温冷却；
（3）按照络合剂和金属离子摩尔比为2:1的比例称取适量的草酸并溶解在50ml的蒸馏水中，并搅拌使其完全溶解；
（4）将步骤（3）获得的络合剂溶液缓慢的加入到步骤（2）的盐的溶液中，并在加入过程中不停的搅拌，保持温度在25-30℃，使其充分的发生络合，搅拌1小时后将适量的葡萄糖加入溶液；
（5）向溶液中滴入氨水用于调节其pH值，将混合溶液的PH值调节至5.8-6.2，将混合溶液加热搅拌，加热温度70℃，搅拌7-8小时，即可获得凝胶；
（6）将凝胶放置在干燥箱中干燥24小时，干燥温度105-120℃，干燥过程中胶体会迅速的膨胀，干燥完成后获得蓬松的干凝胶；采用球磨的方法将含有丙烯腈低聚物的溶液与上述蓬松的干凝胶混合均匀，按质量比，丙烯腈低聚物：蓬松的干凝胶=0.2-0.5:3，蒸发溶剂，室温干燥；
（7）在230-250℃恒温固化3-5h，然后研磨，在通入氩气保护下的马弗炉中进行热处理，
750-900℃锻烧4-6h，保温2h，降温速率为3-5℃/min，经煅烧在氧化铁粉体粒子表面形成碳包覆层，制得磁性材料粉体。
一种光伏逆变器用磁性材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种复合磁性材料，具体的说是一种光伏逆变器用磁性材料及其制备方法。
背景技术
[0002] 光伏电池板所转化的电力是直流电，要真正成为多数场合可使用的交流电就少不了一个特殊的装备--逆变器，逆变器的功能是将直流电转换为交流电，光伏逆变器为光伏系统核心器件；逆变器性能的改进对于提高系统的可靠性、效率，提高系统的寿命、降低成本至关重要。
[0003] 由于光伏发电系统的特殊性，逆变器工作电路中直流叠加成分较多，同时工作磁场强度较大，因此并非普通的MnZn铁氧体材料磁芯都能满足要求。工作于光伏逆变器中的MnZn铁氧体材料磁芯必须具有较好的电磁性能，即高频低功耗，同时其直流叠加特性优良。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种光伏逆变器用磁性材料及其制备方法，具备良好的高频特性,具有低热膨胀系数和低磁致伸缩系数、高频低功耗、高饱和磁通密度的特点。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：提供一种光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料是一种MnZn铁氧体，该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：8.80-9.30％，Zn：7.12-9.27％，Si：2.10-4.30％，Al：2.53-2.57％,C：0.51-1.35％，Cr：
0.45-0.62％，Ti：0.18-0.32％，Y：0.18-0.25％，V：0.20-0.36％，Cu：0.73-0.87％，Ni:
0.80-0.87％，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁主要以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
[0006] 辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：8-12％，Pr：5-7％,Ho：0-3％,Dy：15-25％，Er：2-6％，Eu：0-4％，余量为La；
[0007] 其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006％、H≤0.002％、P：0.016-0.018％、S：0.012-0.014％。
[0008] 本发明进一步限定的技术方案是：前述的光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：8.80％，Zn：7.12％，Si：2.10％，Al：2.537％,C：0.51％，Cr：0.45％，Ti：0.18％，Y：0.18％，V：0.20％，Cu：0.73％，Ni:0.80％，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁主要以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
[0009] 辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：8％，Pr：5％,Dy：15％，Er：2％，Eu：1％，余量为La；其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006％、H≤0.002％、P：0.016％、S：
0.012％。
[0010] 前述的光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：9.10％，Zn：8.17％，Si：3.40％，Al：2.55％,C：0.87％，Cr：0.52％，Ti：0.22％，Y：0.20％，V：0.26％，Cu：
0.77％，Ni:0.84％，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁主要以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
[0011] 辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：10％，Pr：6％,Ho：2％,Dy：19％，Er：4％，Eu：1％，余量为La；
[0012] 其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006％、H≤0.002％、P：0.017％、S：0.013％。
[0013] 前述的光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：9.30％，Zn：9.27％，Si：4.30％，Al：2.57％,C：1.35％，Cr：0.62％，Ti：0.32％，Y：0.25％，V：0.36％，Cu：
0.87％，Ni:0.87％，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
[0014] 辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：12％，Pr：7％，Dy：25％，Er：6％，Eu：4％，余量为La；
[0015] 其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006％、H≤0.002％、P：0.018％、S：0.014％。
[0016] 一种光伏逆变器用磁性材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017] (1)按照前述组分的配比，称取经换算得出的合适配比的盐分量，将称取的盐溶解在100ml的蒸馏水中，搅拌至完全溶解；再向盐溶液中加入浓度为35-40mol/L的乙酰丙酮溶液，室温下搅拌20-30min，生成深褐色悬浊液；
[0018] (2)配制体积比为8∶3的丙酮与水混合溶液，将步骤(1)得到的悬浊液加到上述丙酮与水混合溶液，保持50-65℃的温度，搅拌至完全溶解，室温冷却；
[0019] (3)按照络合剂和金属离子摩尔比为2:1的比例称取适量的草酸并溶解在50ml的蒸馏水中,并搅拌使其完全溶解；
[0020] (4)将步骤(3)获得的络合剂溶液缓慢的加入到步骤(2)的盐的溶液中,并在加入过程中不停的搅拌，保持温度在25-30℃，使其充分的发生络合,搅拌1小时后将适量的葡萄糖加入上述溶液；
[0021] (5)向上述溶液中滴入氨水用于调节其pH值,将混合溶液的PH值调节至5.8-6.2，将混合溶液加热搅拌,加热温度70℃,搅拌7-8小时,即可获得凝胶，
[0022] (6)将凝胶放置在干燥箱中干燥24小时,干燥温度105-120℃,干燥过程中胶体会迅速的膨胀,干燥完成后获得蓬松的干凝胶；采用球磨的方法将含有丙烯腈低聚物的溶液与上述蓬松的干凝胶混合均匀，按质量比，丙烯腈低聚物：蓬松的干凝胶＝0.2-0.5:3，蒸发溶剂，室温干燥；
[0023] (7)在230-250℃恒温固化3-5h，然后研磨，在通入氩气保护下的马弗炉中进行热处理，750-900℃锻烧4-6h，保温2h，降温速率为3-5℃/min,经煅烧在氧化铁粉体粒子表面形成碳包覆层，制得磁性材料碳复合粉体。
[0024] 本发明的有益效果是：通过本发明的对组分和工艺的调整，添加稀土元素后，使得本发明的磁性材料具有良好的高频特性,通常的适用范围在1MHz以上,磁导率一般在1500以下变化,适用于各种磁读取材料的制造、中轴变压器磁芯的制造、电感器的制造、滤波线圈的制造等,使其在信息写入读取、射频通讯、广播电视等领域有非常广泛的应用。本发明所选取稀土元素在原子磁矩上具有代表性，并且对每一种稀土元素都采用不同含量的掺杂，通过检测表明，通过稀土掺杂可以在一定成都上调节MnZn铁氧体的磁性能，扩大MnZn铁氧体的应用范围。
具体实施方式
[0025] 下面对本发明做进一步的详细说明：
[0026] 实施例1
[0027] 本实施例提供的一种光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12：1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：8.80％，Zn：7.12％，Si：2.10％，Al：2.537％,C：0.51％，Cr：0.45％，Ti：0.18％，Y：
0.18％，V：0.20％，Cu：0.73％，Ni:0.80％，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
[0028] 辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：8％，Pr：5％,Dy：15％，Er：2％，Eu：1％，余量为La；其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006％、H≤0.002％、P：0.016％、S：
0.012％。
[0029] 本实施例的制作过程包括以下步骤：
[0030] (1)按照前述组分的配比，称取经换算得出的合适配比的盐分量，将称取的盐溶解在100ml的蒸馏水中，搅拌至完全溶解；再向盐溶液中加入浓度为35mol/L的乙酰丙酮溶液，室温下搅拌20min，生成深褐色悬浊液；
[0031] (2)配制体积比为8∶3的丙酮与水混合溶液，将步骤(1)得到的悬浊液加到上述丙酮与水混合溶液，保持50℃的温度，搅拌至完全溶解，室温冷却；
[0032] (3)按照络合剂和金属离子摩尔比为2:1的比例称取适量的草酸并溶解在50ml的蒸馏水中,并搅拌使其完全溶解；
[0033] (4)将步骤(3)获得的络合剂溶液缓慢的加入到步骤(2)的盐的溶液中,并在加入过程中不停的搅拌，保持温度在25℃，使其充分的发生络合,搅拌1小时后将适量的葡萄糖加入上述溶液；
[0034] (5)向上述溶液中滴入氨水用于调节其pH值,将混合溶液的PH值调节至5.8，将混合溶液加热搅拌,加热温度70℃,搅拌7-8小时,即可获得凝胶，
[0035] (6)将凝胶放置在干燥箱中干燥24小时,干燥温度105℃,干燥过程中胶体会迅速的膨胀,干燥完成后获得蓬松的干凝胶；采用球磨的方法将含有丙烯腈低聚物的溶液与上述蓬松的干凝胶混合均匀，按质量比，丙烯腈低聚物：蓬松的干凝胶＝0.25:3，蒸发溶剂，室温干燥；
[0036] (7)在250℃恒温固化3h，然后研磨，在通入氩气保护下的马弗炉中进行热处理，750℃锻烧6h，保温2h，降温速率为3℃/min,经煅烧在氧化铁粉体粒子表面形成碳包覆层，制得磁性材料碳复合粉体。
[0037] 实施例2
[0038] 本实施例提供的一种光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12∶1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：9.10％，Zn：8.17％，Si：3.40％，Al：2.55％,C：0.87％，Cr：0.52％，Ti：0.22％，Y：
0.20％，V：0.26％，Cu：0.77％，Ni:0.84％，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
[0039] 辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：10％，Pr：6％,Ho：2％,Dy：19％，Er：4％，Eu：1％，余量为La；
[0040] 其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006％、H≤0.002％、P：0.017％、S：0.013％。
[0041] 本实施例的制作过程包括以下步骤：
[0042] (1)按照前述组分的配比，称取经换算得出的合适配比的盐分量，将称取的盐溶解在100ml的蒸馏水中，搅拌至完全溶解；再向盐溶液中加入浓度为40mol/L的乙酰丙酮溶液，室温下搅拌25min，生成深褐色悬浊液；
[0043] (2)配制体积比为8∶3的丙酮与水混合溶液，将步骤(1)得到的悬浊液加到上述丙酮与水混合溶液，保持55℃的温度，搅拌至完全溶解，室温冷却；
[0044] (3)按照络合剂和金属离子摩尔比为2:1的比例称取适量的草酸并溶解在50ml的蒸馏水中,并搅拌使其完全溶解；
[0045] (4)将步骤(3)获得的络合剂溶液缓慢的加入到步骤(2)的盐的溶液中,并在加入过程中不停的搅拌，保持温度在28℃，使其充分的发生络合,搅拌1小时后将适量的葡萄糖加入上述溶液；
[0046] (5)向上述溶液中滴入氨水用于调节其pH值,将混合溶液的PH值调节至6.0，将混合溶液加热搅拌,加热温度70℃,搅拌7小时,即可获得凝胶，
[0047] (6)将凝胶放置在干燥箱中干燥24小时,干燥温度110℃,干燥过程中胶体会迅速的膨胀,干燥完成后获得蓬松的干凝胶；采用球磨的方法将含有丙烯腈低聚物的溶液与上述蓬松的干凝胶混合均匀，按质量比，丙烯腈低聚物：蓬松的干凝胶＝0.4:3，蒸发溶剂，室温干燥；
[0048] (7)在240℃恒温固化4h，然后研磨，在通入氩气保护下的马弗炉中进行热处理，800℃锻烧5h，保温2h，降温速率为4℃/min,经煅烧在氧化铁粉体粒子表面形成碳包覆层，制得磁性材料碳复合粉体。
[0049] 实施例3
[0050] 本实施例提供的一种光伏逆变器用磁性材料，该磁性材料包括主成分和辅助成分，主成分和辅助成分按重量份数比为12∶1，其中主成分按重量百分比计包含以下组分：Mn：9.30％，Zn：9.27％，Si：4.30％，Al：2.57％,C：1.35％，Cr：0.62％，Ti：0.32％，Y：
0.25％，V：0.36％，Cu：0.87％，Ni:0.87％，余量为铁和不可消除的杂质，其中铁以三氧化二铁形态存在，锌以氧化锌形态存在；
[0051] 辅助成分按重量百分比计包含以下组分：Ce：12％，Pr：7％，Dy：25％，Er：6％，Eu：4％，余量为La；
[0052] 其中主成分中的杂质含量控制在N≤0.006％、H≤0.002％、P：0.018％、S：0.014％。
[0053] 本实施例的制作过程包括以下步骤：
[0054] (1)按照前述组分的配比，称取经换算得出的合适配比的盐分量，将称取的盐溶解在100ml的蒸馏水中，搅拌至完全溶解；再向盐溶液中加入浓度为38mol/L的乙酰丙酮溶液，室温下搅拌30min，生成深褐色悬浊液；
[0055] (2)配制体积比为8∶3的丙酮与水混合溶液，将步骤(1)得到的悬浊液加到上述丙酮与水混合溶液，保持65℃的温度，搅拌至完全溶解，室温冷却；
[0056] (3)按照络合剂和金属离子摩尔比为2:1的比例称取适量的草酸并溶解在50ml的蒸馏水中,并搅拌使其完全溶解；
[0057] (4)将步骤(3)获得的络合剂溶液缓慢的加入到步骤(2)的盐的溶液中,并在加入过程中不停的搅拌，保持温度在30℃，使其充分的发生络合,搅拌1小时后将适量的葡萄糖加入上述溶液；
[0058] (5)向上述溶液中滴入氨水用于调节其pH值,将混合溶液的PH值调节至6.2，将混合溶液加热搅拌,加热温度70℃,搅拌8小时,即可获得凝胶，
[0059] (6)将凝胶放置在干燥箱中干燥24小时,干燥温度120℃,干燥过程中胶体会迅速的膨胀,干燥完成后获得蓬松的干凝胶；采用球磨的方法将含有丙烯腈低聚物的溶液与上述蓬松的干凝胶混合均匀，按质量比，丙烯腈低聚物：蓬松的干凝胶＝0.5:3，蒸发溶剂，室温干燥；
[0060] (7)在250℃恒温固化3h，然后研磨，在通入氩气保护下的马弗炉中进行热处理，900℃锻烧4h，保温2h，降温速率为5℃/min,经煅烧在氧化铁粉体粒子表面形成碳包覆层，制得磁性材料碳复合粉体。
[0061] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
