在電子設備向高頻化、小型化發展的進程中，如何進一步提升電磁干擾抑制成為工程師們的關注重點。本文基于上海華源磁業股份有限公司總工程師薛志萍分享的《錳鋅鐵氧體高頻高阻抗（貧鐵）材料特性與應用》，從錳鋅鐵氧體材料設計原理、制備工藝到應用場景進行專業解析，為電磁干擾抑制領域提供技術參考。

上海華源磁業股份有限公司總工程師薛志萍

01性能立身：配方創新：構建抗干擾技術的基石

華源磁業研發團隊通過將錳鋅鐵氧體材料主配方中Fe?O?摩爾百分含量嚴格控制在 50% 以下，構建 “貧鐵” 化學環境，有效抑制Fe2?（二價鐵）離子生成，切斷二價鐵到三價鐵間的電子遷移路徑。這一設計使錳鋅鐵氧體材料電阻率提升至100kΩ?m 以上，較傳統錳鋅鐵氧體材料（約30kΩ?m）實現數量級突破，為高頻高阻抗特性奠定物理基礎。

在調控原理方面，首先要合理調節主成分，使其在寬頻范圍發揮基礎作用，為實現高阻抗特性奠定基礎。其次，通過輔助成分與主成分的協同作用，進一步優化錳鋅鐵氧體材料性能，使其能有效抑制不同頻率的電磁干擾。

通過主配方與輔助成分的協同優化，貧鐵錳鋅鐵氧體在寬頻范圍具有高阻抗特性，能實現對不同頻率電磁干擾的有效抑制。

高頻下的磁導率穩定性，特指在高頻場景中，貧鐵錳鋅鐵氧體依然能保持較高的磁導率，滿足設備高頻化的需求。同時，高磁導率還能更好地引導和約束磁場，提高電磁屏蔽效果，保障設備正常運行。此外，高頻下穩定的磁導率，也使貧鐵錳鋅鐵氧體材料能適配電子設備小型化的發展趨勢。

從性能角度來說，普通錳鋅鐵氧體的使用頻率通常在100kHz 到200kHz之間，而貧鐵錳鋅鐵氧體材料的使用頻率能達到1MHz到6MHz。

雖然鎳鋅鐵氧體的頻率段一般較高，但在其低頻段，新一代的貧鐵錳鋅鐵氧體材料具有更高的磁導率和阻抗，性能表現優于鎳鋅鐵氧體。

02.貧鐵錳鋅鐵氧體制備的三重壁壘：含鐵控制+純度99%+1000℃預燒實證

為了提材料電阻率，貧鐵錳鋅鐵氧體配方嚴格將三氧化二鐵的摩爾占比控制在50% 以下。要知道，傳統錳鋅鐵氧體配方中的鐵含量通常在51% 左右，之所以要降低鐵含量，是為了抑制二價鐵與三價鐵之間的電子遷移，從而有效提升錳鋅鐵氧體材料的表面電阻率。

原料的純度與粒度對材料性能影響顯著。生產貧鐵錳鋅鐵氧體材料時，必須選用高純度原料，其中氧化錳、氧化鋅、氧化鐵的純度需達到99% 以上。

目前氧化鋅和氧化錳的純度很容易達到99%，但市面上的鐵紅卻難以滿足氧化鐵 99% 以上的純度要求。鐵紅含有0.8%-1% 的氧化錳（屬主成分而非雜質），但仍需通過光譜分析嚴格量化。

在原料粒度方面，當原料粒度細且均勻時，能夠增大反應比表面積，使反應更充分，進而獲得細晶結構，提升材料的一致性和穩定性，所以應選用粒度在1-5 微米的原料。通過激光粒度分析儀確保中位粒徑偏差，以獲得足夠的反應比表面積與均勻的顆粒堆積狀態。

混合研磨與預燒工藝的控制同樣關鍵。首先，混合必須均勻，這樣才能保證各成分在反應中充分接觸，使材料性能均勻穩定，若混合不均，會導致局部成分偏差，影響錳鋅鐵氧體磁性能和阻抗特性；

其次，依據原料特性和混合效果確定球磨時間，一般控制在0.5-3 小時，適當延長研磨時間可細化顆粒，但過長會使顆粒過度細化，導致燒結時易團聚，影響材料微觀結構和性能；

錳鋅鐵氧體預燒溫度的控制也很重要，溫度過低會使原料反應不充分，影響后續燒結，溫度過高則可能使晶粒過度長大，降低材料比表面積，影響最終性能。以華源磁業使用回轉窯燒制為例，預燒溫度需精準控制在800-1000℃。

成型與燒結參數的優化不容忽視。在成型壓力控制上，壓力過小會使坯體密度低，燒結后孔隙率高，導致材料力學性能和磁性能下降，壓力過大則會使坯體易產生裂紋，影響錳鋅鐵氧體材料完整性和性能，因此模壓成型壓力應控制在100-300MPa，等靜壓成型壓力控制在 200-500MPa，避免因生坯密度過高導致成型開裂或者燒結開裂。

錳鋅鐵氧體的燒結溫度通常在1320℃左右，一般需將其控制在 1260-1380℃范圍內。此外，與傳統鐵氧體燒結不同，貧鐵錳鋅鐵氧體材料的燒結氣氛應控制為弱氧化氣氛。關于降溫速率的控制，各企業需根據自身實際情況進行調試，我們通常將降溫速率控制在 1-3℃/ 分鐘。

當貧鐵材料做好之后，還要注意在切割和研磨時，選擇合適的刀具和工藝參數，避免在材料表面產生微裂紋或損傷。并嚴格控制涂層材料的配方和涂覆工藝，如涂覆厚度、干燥溫度和時間等，確保涂層質量，提高材料的絕緣性和耐腐蝕性。

華源磁業HY51E、HY51W、HY51Q三個材料牌號有一些特殊之處。一是密度比常見材料低，像96 材、97 材的密度在 4.8-4.9kg/m3，而這幾款材料的密度為4.7kg/m3。這是因為這幾款材料主要用于抗干擾，處理的信號較小，不像傳統錳鋅鐵氧體用于大功率或大電流場景，因此密度更低。

二是飽和磁通密度Bs 值較低，在 100℃時，Bs 值在 420-430 之間。三是磁芯體積功率損耗的測試頻率不同，傳統鐵氧體通常在 100kHz、200mT 條件下測試，而我們在 500kHz、50mT 與 1MHz、50mT 條件下測試，這是因為材料應用場景不同 —— 傳統鐵氧體大多用于 200kHz 的功率場景，而我們的材料應用于1MHz到3MHz的場景。

03.多領域賦能：貧鐵錳鋅鐵氧體抗干擾實戰應用

在電子電路的抗干擾應用中，該貧鐵材料可用于扼流圈設計、共模電感設計以及高頻變壓器的效率優化。

在5G 通信設備的適配方案中，可用于濾波器與雙工器制造，還可用于信號隔離器，防止通信線路中的信號反射和干擾，提高信號傳輸質量。

在汽車電子系統的電磁屏蔽方面，可用于發動機控制單元的干擾抑制與防抱死剎車系統的電子控制模塊屏蔽，保障剎車系統的可靠性；還能在汽車音響系統中抑制電源和音頻線路的電磁干擾，減少雜音，提升音質。

在工業自動化與消費電子場景中，該材料可用于變頻器與伺服驅動器的干擾抑制；同時，在手機、電腦、平板等消費電子設備的電源模塊和信號傳輸線路中使用，可提升設備的抗干擾能力，確保信號準確傳輸。

04.總結與展望

綜合來看，貧鐵錳鋅鐵氧體通過“化學配比調控 - 微觀結構優化 - 性能協同設計” 的技術路徑，實現了高電阻率、寬頻高阻抗與高頻磁導率穩定性的有機統一。

展望未來，通過優化制備工藝參數，有望進一步提升錳鋅鐵氧體高頻高阻抗（貧鐵）材料在更高頻率下的磁導率和阻抗性能。隨著新能源汽車、AI算力、物聯網等新興領域的發展，貧鐵錳鋅鐵氧體材料在電磁干擾抑制領域的市場潛力將持續釋放。其技術進步不僅推動著材料自身性能的提升，更將成為驅動電子信息產業向高頻化、智能化發展的重要力量。

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