本發(fā)明涉及光伏發(fā)電
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽(yáng)電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池等共同組成。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏逆變器是整個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，是光伏系統(tǒng)的核心，太陽(yáng)能是通過(guò)電池板轉(zhuǎn)化產(chǎn)生電能的。但是，電池板所轉(zhuǎn)化的電力是直流電，要真正成為多數(shù)場(chǎng)合可使用的交流電就少不了一個(gè)特殊的裝備——逆變器，逆變器的功能是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，光伏逆變器為光伏系統(tǒng)核心器件。逆變器性能的改進(jìn)對(duì)于提高系統(tǒng)的可靠性、效率，提高系統(tǒng)的壽命、降低成本至關(guān)重要逆變器是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力。一般由升壓回路和逆變橋式回路構(gòu)成。升壓回路把太陽(yáng)電池的直流電壓升壓到逆變器輸出控制所需的直流電壓；逆變橋式回路則把升壓后的直流電壓等價(jià)地轉(zhuǎn)換成常用頻率的交流電壓。逆變器主要由晶體管等開關(guān)元件構(gòu)成，通過(guò)有規(guī)則地讓開關(guān)元件重復(fù)開-關(guān)（on-off），使直流輸入變成交流輸出。逆變電源按變換方式可分為工頻變換和高頻變換，但無(wú)論哪一種變換方式都需要使用磁性材料。在逆變器采用高頻變壓器絕緣的主電路中，起隔離及功率變換作用的電磁元件是高頻變壓器，早期電路工作頻率在15-20khz之間，由于冷軋取向硅鋼片在此頻率下功率損耗(簡(jiǎn)稱功耗)過(guò)大，已不能使用，而采用鐵硅鋁磁粉心或mnzn軟磁鐵氧體等磁性材料制造成磁芯；但隨著逆變器逆變技術(shù)正向著頻率更高、功率更大、效率更高、體積更小的方向發(fā)展，電路工作頻率不斷提高，鐵硅鋁磁粉心的功耗隨著工作頻率的提高急劇增大而無(wú)法使用，在這種情況下只能采用mnzn鐵氧體材料磁芯，這是由于mnzn鐵氧體在高頻下的具有較低的功耗，mnzn鐵氧體材料另一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是其成本要大大低于鐵硅鋁磁粉心。但隨著逆變技術(shù)朝著頻率更高、功率更大、效率更高、體積更小的方向發(fā)展，現(xiàn)有的mnzn鐵氧體材料性能已經(jīng)不能滿足逆變器的需要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料，該錳鋅磁性材料通過(guò)合理改進(jìn)原料配方，使得制備的磁性材料具有更高的磁導(dǎo)率和良好的高頻特性，而且功率損耗、居里溫度、飽和磁通密度等指標(biāo)均有較大的改善，同時(shí)本發(fā)明提供的制備方法其材料成本較低、原料易得、工藝簡(jiǎn)明，具有較高的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料，包括以下重量份的原料：三氧化二鐵105-110份、氧化鋅18-22份、氧化錳44-48份、氧化鎳2-3份、三氧化二鈷0.06-0.18份、二氧化鋯0.08-0.16份、五氧化二鈮0.05-0.07份、氧化錫0.03-0.11份、三氧化二鋁0.01-0.07份、二氧化鈦0.08-0.14份、氧化銪0.1-0.3份、稀土氧化物1-3份。優(yōu)選地，所述光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料包括以下重量份的原料：三氧化二鐵108份、氧化鋅20份、氧化錳46份、氧化鎳2.5、三氧化二鈷0.12份、二氧化鋯0.12份、五氧化二鈮0.06份、氧化錫0.07份、三氧化二鋁0.04份、二氧化鈦0.11份、氧化銪0.2份、稀土氧化物2份。優(yōu)選地，所述稀土氧化物為氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠中的一種或幾種。本發(fā)明還提供了一種光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，稱取各組分原料，將三氧化二鐵、氧化鋅、氧化錳、氧化鎳加水送入球磨機(jī)中球磨1-2小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)60-100目篩，再在空氣推板窯中進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為900-950℃，預(yù)燒時(shí)間為1-3小時(shí)，得到混合物a；步驟二，將步驟一制得的混合物a、三氧化二鈷、二氧化鋯、五氧化二鈮、氧化錫、三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化銪、稀土氧化物加入送入球磨機(jī)中球磨2-3小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)130-180目篩得到混合物b；步驟三，將步驟二制得的混合物b加入全自動(dòng)干壓機(jī)，在壓強(qiáng)15-25噸/平方厘米的條件下干壓成型，將成型后的坯件放進(jìn)燒結(jié)爐，在0.008%-0.2%氧體積含量的氮?dú)夥罩校纫?45-155℃/小時(shí)速率升溫至675-685℃，保溫1.5-2.5小時(shí)；再在0.9%-1.2%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，?24-126℃/小時(shí)速率升溫至855-865℃時(shí)，保溫0.5-1小時(shí)；再在2.5%-3.5%氧體積含量的氮?dú)夥罩校僖?9-81℃/小時(shí)速率升溫至1280-1320℃，燒結(jié)保溫時(shí)間為2.7-3.1小時(shí)；燒結(jié)后在0.06%-0.08%氧體積含量的氮?dú)夥罩薪禍刂潦覝丶吹霉夥孀兤饔酶咝阅苠i鋅磁性材料。優(yōu)選地，所述制備步驟一為：稱取各組分原料，將三氧化二鐵、氧化鋅、氧化錳、氧化鎳加水送入球磨機(jī)中球磨1.5小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)80目篩，再在空氣推板窯中進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為930℃，預(yù)燒時(shí)間為2小時(shí)，得到混合物a。優(yōu)選地，所述步驟二為：將步驟一制得的混合物a、三氧化二鈷、二氧化鋯、五氧化二鈮、氧化錫、三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化銪、稀土氧化物加入送入球磨機(jī)中球磨2-3小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)150目篩得到混合物b。優(yōu)選地，所述步驟三為：將步驟二制得的混合物b加入全自動(dòng)干壓機(jī)，在壓強(qiáng)20噸/平方厘米的條件下干壓成型，將成型后的坯件放進(jìn)燒結(jié)爐，在0.05%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，先?50℃/小時(shí)速率升溫至680℃，保溫2小時(shí)；再在1.08%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，?25℃/小時(shí)速率升溫至860℃時(shí)，保溫0.8小時(shí)；再在3%氧體積含量的氮?dú)夥罩校僖?0℃/小時(shí)速率升溫至1300℃，燒結(jié)保溫時(shí)間為2.9小時(shí)；燒結(jié)后在0.07%氧體積含量的氮?dú)夥罩薪禍刂潦覝丶吹霉夥孀兤饔酶咝阅苠i鋅磁性材料。優(yōu)選地，所述步驟三中降溫速率為8-14℃/min。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：（1）本發(fā)明的一種光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料通過(guò)合理改進(jìn)原料配方，使得制備的磁性材料具有更高的磁導(dǎo)率，更好的直流疊加特性，材料表面結(jié)構(gòu)緊密，從而使產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度提高、磁導(dǎo)率上升、損耗降低，分段順序增溫?zé)Y(jié)，使得制備的材料功率損耗、頻率特性、居里溫度、飽和磁通密度等指標(biāo)均有較大的改善，具有非常良好的電磁性能和儲(chǔ)能特性，可以完全滿足光伏逆變器的需要，提高光伏逆變器的工作效率。（2)本發(fā)明的一種光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料添加了稀土氧化物，使得本發(fā)明的磁性材料具有良好的高頻特性，一定程度上調(diào)節(jié)磁性材料的磁性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。（3）本發(fā)明的一種光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料的制備方法簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)明、材料成本較低、原料易得、適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，具有較高的實(shí)用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1.本實(shí)施例的光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料，包括以下重量份的原料：三氧化二鐵105份、氧化鋅18份、氧化錳44份、氧化鎳2份、三氧化二鈷0.06份、二氧化鋯0.08份、五氧化二鈮0.05份、氧化錫0.03份、三氧化二鋁0.01份、二氧化鈦0.08份、氧化銪0.1份、稀土氧化物1份。本實(shí)施例中稀土氧化物為氧化鑭。本實(shí)施例的光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，稱取各組分原料，將三氧化二鐵、氧化鋅、氧化錳、氧化鎳加水送入球磨機(jī)中球磨1小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)60目篩，再在空氣推板窯中進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為900℃，預(yù)燒時(shí)間為3小時(shí)，得到混合物a；步驟二，將步驟一制得的混合物a、三氧化二鈷、二氧化鋯、五氧化二鈮、氧化錫、三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化銪、稀土氧化物加入送入球磨機(jī)中球磨2小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)130目篩得到混合物b；步驟三，將步驟二制得的混合物b加入全自動(dòng)干壓機(jī)，在壓強(qiáng)15噸/平方厘米的條件下干壓成型，將成型后的坯件放進(jìn)燒結(jié)爐，在0.008%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，先?45℃/小時(shí)速率升溫至675℃，保溫1.5小時(shí)；再在0.9%%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，?24℃/小時(shí)速率升溫至855℃時(shí)，保溫0.5小時(shí)；再在2.5%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，再?9℃/小時(shí)速率升溫至1280℃，燒結(jié)保溫時(shí)間為2.7小時(shí)；燒結(jié)后在0.06%氧體積含量的氮?dú)夥罩校?℃/min降溫速率降溫至室溫即得光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料。實(shí)施例2.本實(shí)施例的光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料，包括以下重量份的原料：三氧化二鐵110份、氧化鋅22份、氧化錳48份、氧化鎳3份、三氧化二鈷0.18份、二氧化鋯0.16份、五氧化二鈮0.07份、氧化錫0.11份、三氧化二鋁0.07份、二氧化鈦0.14份、氧化銪0.3份、稀土氧化物3份。本實(shí)施例中稀土氧化物為氧化鈰。本實(shí)施例的光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，稱取各組分原料，將三氧化二鐵、氧化鋅、氧化錳、氧化鎳加水送入球磨機(jī)中球磨2小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)100目篩，再在空氣推板窯中進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為950℃，預(yù)燒時(shí)間為3小時(shí)，得到混合物a；步驟二，將步驟一制得的混合物a、三氧化二鈷、二氧化鋯、五氧化二鈮、氧化錫、三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化銪、稀土氧化物加入送入球磨機(jī)中球磨3小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)180目篩得到混合物b；步驟三，將步驟二制得的混合物b加入全自動(dòng)干壓機(jī)，在壓強(qiáng)25噸/平方厘米的條件下干壓成型，將成型后的坯件放進(jìn)燒結(jié)爐，在0.2%氧體積含量的氮?dú)夥罩校纫?55℃/小時(shí)速率升溫至685℃，保溫2.5小時(shí)；再在1.2%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，?26℃/小時(shí)速率升溫至865℃時(shí)，保溫1小時(shí)；再在3.5%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，再?1℃/小時(shí)速率升溫至1320℃，燒結(jié)保溫時(shí)間為3.1小時(shí)；燒結(jié)后在0.08%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，?4℃/min降溫速率降溫至室溫即得光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料。實(shí)施例3.本實(shí)施例的光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料，包括以下重量份的原料：三氧化二鐵108份、氧化鋅20份、氧化錳46份、氧化鎳2.5、三氧化二鈷0.12份、二氧化鋯0.12份、五氧化二鈮0.06份、氧化錫0.07份、三氧化二鋁0.04份、二氧化鈦0.11份、氧化銪0.2份、稀土氧化物2份。本實(shí)施例中稀土氧化物為氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠中的一種或幾種。本實(shí)施例的光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一，稱取各組分原料，將三氧化二鐵、氧化鋅、氧化錳、氧化鎳加水送入球磨機(jī)中球磨1.5小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)80目篩，再在空氣推板窯中進(jìn)行預(yù)燒，預(yù)燒溫度為930℃，預(yù)燒時(shí)間為2小時(shí)，得到混合物a；步驟二，將步驟一制得的混合物a、三氧化二鈷、二氧化鋯、五氧化二鈮、氧化錫、三氧化二鋁、二氧化鈦、氧化銪、稀土氧化物加入送入球磨機(jī)中球磨2-3小時(shí)，噴霧干燥，過(guò)150目篩得到混合物b；步驟三，將步驟二制得的混合物b加入全自動(dòng)干壓機(jī)，在壓強(qiáng)20噸/平方厘米的條件下干壓成型，將成型后的坯件放進(jìn)燒結(jié)爐，在0.05%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，先?50℃/小時(shí)速率升溫至680℃，保溫2小時(shí)；再在1.08%氧體積含量的氮?dú)夥罩校?25℃/小時(shí)速率升溫至860℃時(shí)，保溫0.8小時(shí)；再在3%氧體積含量的氮?dú)夥罩?，再?0℃/小時(shí)速率升溫至1300℃，燒結(jié)保溫時(shí)間為2.9小時(shí)；燒結(jié)后在0.07%氧體積含量的氮?dú)夥罩校?1℃/min降溫速率降溫至室溫即得光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料。應(yīng)用以上各實(shí)施例制得的光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料性能測(cè)試結(jié)果如下：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對(duì)比例初始磁導(dǎo)率μi6680±20%6552±20%6645±20%2600±25%飽和磁通率密度bs（mt）100℃426438433400居里溫度tc（℃）≥250≥250≥250≥220電阻率p(ω·m）6.97.17.05.8功耗pc（mw/cm3）410401405400本發(fā)明的一種光伏逆變器用高性能錳鋅磁性材料通過(guò)合理改進(jìn)原料配方，使得制備的磁性材料具有更高的磁導(dǎo)率和良好的高頻特性，而且功率損耗、居里溫度、飽和磁通密度等指標(biāo)均有較大的改善，同時(shí)本發(fā)明提供的制備方法其材料成本較低、原料易得、工藝簡(jiǎn)明，具有較高的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁(yè)12