MnZn铁氧体热导率及其影响因素分析

电子设备朝着小型化、高频化的方向快速发展，电子变压器、电感器等磁性元件的工作频率逐渐提升至几百kHz甚至MHz频段 ^[1]。特别是当工作频率达到MHz后，MnZn铁氧体磁心的功率损耗随频率升高呈指数关系激增，即P_c ~ f ⁿ（n = 3 ~ 4）^[2]，由此导致磁性元件在高频工作条件下的发热温升现象日益严重，并对器件性能和工作稳定性带来不良影响。针对这一问题，研究者们通过优化MnZn铁氧体主配方、添加剂和工艺参数尽可能降低其高频损耗 ^[3-5]；另一方面，MnZn铁氧体磁心的导热性能对元件散热效果也有直接影响，因而MnZn铁氧体的热导率值得我们关注分析。近期实验研究表明，MnZn铁氧体的热导率与其微观结构密切相关^[6]，但晶粒、晶界和孔隙等因素对铁氧体宏观热导率的影响规律仍缺乏系统认知。

本文在MnZn铁氧体微观结构和导热性能测试分析基础上，将铁氧体多晶材料等效为填充相（晶粒）和基体相（晶界）复合结构，建立了MnZn铁氧体导热通路模型，基于等效媒质理论计算分析了铁氧体的晶粒、晶界和孔隙尺寸分布与其等效热导率的关联，旨在为铁氧体材料的热导率调控及其组成结构设计提供具体参考。