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《高磁導(dǎo)率MnZn鐵氧體的配方和燒結(jié)工藝的研究.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)1999年3月第23卷第1期安徽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Joumal0fAnhulUnive商tyNaturalScienceEditionhLarch1999vd.23Nol高磁導(dǎo)率Mn—Zn鐵氧體的配方和燒結(jié)工藝的研究艾樹濤(安徽大學(xué)物理系胡國光合肥2:如039)摘要敘述用化學(xué)共沉法制備粉料,用空氣燒結(jié).真空冷卻工藝制備出“達(dá)1萬的Mn—Zn鐵氧體,其磁性能處于目前國內(nèi)領(lǐng)先水平。同時著重研究了配方中ZnO過量和燒結(jié)溫度的影響。關(guān)鍵詞高磁導(dǎo)率,Mn一玨鐵氧體,化學(xué)共沉法,真空冷卻中圖分類號TM27710引言高磁導(dǎo)率軟磁Mn—Zn鐵氧體材料是應(yīng)用非常廣泛的一種功能材
2、料。它在廣播、電視、電子儀表、計算機(jī)等領(lǐng)域中都大顯身手。例如:當(dāng)今數(shù)字通訊和光纖通訊技術(shù)正以飛快的速度更新、淘汰傳統(tǒng)的模擬通訊設(shè)備,迫切需要高磁導(dǎo)率Mn—Zn鐵氧體磁芯,制備濾波器、寬帶變壓器和脈沖變壓器。又如:日常生活中常見的照明變壓器、電子節(jié)能鎮(zhèn)流器也越來越離不開高磁導(dǎo)率鐵氧體材料?!艑?dǎo)率是軟磁鐵氧體材料的基本參數(shù)之一。若材料的磁導(dǎo)率較高,線圈電阻損耗就可以有效地減少。而且,器件及整機(jī)可以小型化、輕量化。所以研究高磁導(dǎo)率Mn—z11鐵氧體材料是軟磁鐵氧體研究的一個重要方向。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報道,國外已研制成功磁導(dǎo)率地達(dá)40,000的軟磁Mn一盈鐵氧體材料,由于居里點極低(
3、5‘c左右)而不能投入實用。目前,國外實用的高磁導(dǎo)率材料仍在l至1.3萬之間。我國在這方面起步較晚,因此,高磁導(dǎo)率Mn—Zn鐵氧體材料被列為我國九十年代軟磁鐵氧體材料的重點研究課題。我們對高磁導(dǎo)率Mn—Zn鐵氧體材料課題研究做了一些工作,側(cè)重對高磁導(dǎo)率Mn—Zn材料的配方和燒結(jié)工藝進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)配方和燒結(jié)工藝是獲取高磁導(dǎo)率Mn—Zn鐵氧體材料的關(guān)鍵。1實驗方法采用先進(jìn)的化學(xué)共沉法制備粉料,具有配方準(zhǔn)確、顆粒細(xì)小均勻、純度高、活性好等優(yōu)點。在制成的樣品中,成份分布均勻,高溫?zé)Y(jié)下有利于固相反應(yīng)。收稿日期:1998—06—20艾樹濤:男,1973年出生,碩士研究生萬方數(shù)據(jù)安徽
4、大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第23卷工藝流程如右圖。按照圖l的“Mn—zn鐵氧體的,ttl與成份的關(guān)系(高“范圍)”,選定基本配方成份(以m01%為單位)為:51.5№03,24.5MnO,24.0ZnO;ZnO過量為:0t001%,lra01%2,t001%,3t001%,4rrnl%的編號為Mx一10。Mx一11,Mx一12.Mx一13,Mx一14.z40mol%圖1Mn—h鐵氧體的地與成份的關(guān)系(高“范圍)按共沉離子方程式Ⅲ2Ff++Me24+3(q04)2+6H20—一_________________一MeF%(Gq),·61-120(1)l縫笙I計算所需的硫酸鹽和草
5、酸銨。然后將共沉法制得的粉料,經(jīng)85&C×2.5hr預(yù)燒,做顆粒、成型,選擇1350qC,1400℃,1440℃,1460':C×3hr空氣中燒結(jié),真空中冷卻。制成的'/'18x8X6的環(huán)形樣品,用CD一16型電橋在f=20KHz,H=0.4Mm的磁場條件下測其復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率的實部一及品質(zhì)因數(shù)Q值;用LccG_一1型電感電容測量儀測量地,配以恒溫器測量,ttl—T曲線求出居里點;用沖擊法在H=800Mm的條件下測量樣品的靜態(tài)特性。2實驗結(jié)果及分析2.I磁性能從圖2,3,4可以看到樣品的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs隨ZnO含量的增加而下降,“先隨ZnO含量的增高急劇增大后又稍有下降,Hc
6、卻先減少后又有所上升。從圖5可知樣品的地一T曲線溫度特性好,Tc:104℃,%(70—30℃):一0.3X10。6,℃。2.2分析討論Mn—Zn鐵氧體屬于混合型尖晶石結(jié)構(gòu)”J。金屬離子的分布可用下式表示:(z芷+F豸:。)[Mn2::Fd:。]q(2)其中()內(nèi)的離子表示占A位置,[]內(nèi)的離子表示占B位置。(1)當(dāng)ZnO含量增加到X=0,5以上時,非磁性離子zn2+的加入,必將A位上的磁性離子f留+擠到B位,那么將會出現(xiàn)這樣一些B位,由于原來與此B位離子產(chǎn)生超交換力的A位為zf+所占,因而處于這一B位的磁性離子將失去超交換作用的對象。即A—B間的超交換作用消失,但這一B位
7、的磁性離子卻受到它近鄰B位磁性離子的B—B交換一I一南一鲴圃圈習(xí)口習(xí)習(xí)一
8、一l一一一i—l—I—I一
9、一l一疆夏互萬方數(shù)據(jù)第1期艾樹濤等:高磁導(dǎo)率hhI一盈鐵氧體的配方和燒結(jié)工藝的研究33作用,使得這個B位離子的磁矩與其它多數(shù)B位離子的磁矩反平行,結(jié)果每一個這樣的B位離子將減少兩個離子磁矩,這相當(dāng)于B位的磁矩數(shù)下降,所以過多的zn2+加人使飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度B.下降。24%2,%2鋤27%28%Zno含量(克分子教)圖2樣品在1440℃×3hr時Bs隨z帕含量的關(guān)系圖3532.52l5lO.5024%25%26%27%28%znO