磁性材料第三部分

二、二、M M型晶体结构及其它型结构型晶体结构及其它型结构1.1.六角铁氧体中六角铁氧体中,Ba,Ba2+2+(Sr(Sr2+2+,Pr,Pr2+2+)取代取代O2-O2-构成晶体骨架构成晶体骨架,其它金属离子其它金属离子(3d)(3d)占据占据O O2-2-(Ba(Ba2+2+)构成的空位构成的空位;2.2.含有含有BaBa2+2+的氧离子层和相邻的氧离子层构成的氧离子层和相邻的氧离子层构成ABABABAB六角密堆积结构六角密堆积结构R R块块;3.3.不含不含BaBa2+2+的氧离子层和相邻氧离子层构成的氧离子层和相邻氧离子层构成ABCABCABCABC面面心立方密集心立方密集 S S块块;4.4.六角密集六角密集R R块的块的C C轴轴00010001方向和方向和 S S块的块的111111方向方向重叠堆垛重叠堆垛;5.5.由于由于R R块和块和S S块重叠块重叠,在含在含BaBa2+2+的氧离子层产生了一个的氧离子层产生了一个三角形双棱锥体三角形双棱锥体-六面体；六面体；6.M6.M型晶体结构型晶体结构:RSR*S*(:RSR*S*(其中其中R*R*、S*S*对应对应R R、S S的反的反演演););第1页/共51页SRS*R*mO2-Ba2+六面体四面体八面体M M型晶体结构（型晶体结构（110110）面的剖视图）面的剖视图第2页/共51页构成单位晶胞的离子数构成单位晶胞的离子数:1 1 每个氧离子层每个氧离子层:4 4 1/4+1+41/4+1+4 1/2=4O1/2=4O2-2-;2 2 单位晶胞含单位晶胞含1010个个O O2-2-层层,其中其中R R块中一个块中一个O O2-2-被被BaBa2+2+取代取代,单位单位晶胞含晶胞含3838个个O O2-2-,2,2个个BaBa2+2+;3 3 3d 3d金属离子占据情况金属离子占据情况:R R块中块中:5:5个八面体个八面体,1,1个六面体个六面体,被被1212个个FeFe3+3+占据占据;S S块中块中:4:4个八面体个八面体,2,2个四面体个四面体,被被1212个个FeFe3+3+占据占据;六面体位置第3页/共51页3-2 3-2 六角晶系铁氧体的六角晶系铁氧体的4 4 MsMs M M、W W、X X、Z Z、Y Y、U U型结构型结构,由由S,R,TS,R,T块适当堆砌而成块适当堆砌而成;离子磁距取向离子磁距取向 四面体离子四面体离子 八面体离子八面体离子 六面体离子六面体离子 R 3,2 1 R 3,2 1 S 2 4 S 2 4 T 2 4,2T 2 4,2一、一、M M型六角铁氧体分子磁距型六角铁氧体分子磁距 RSR*S*RSR*S*(n (nB B)M M=5(4-2)+(3-2+1)=20(=5(4-2)+(3-2+1)=20(B B）第4页/共51页二二.Me.Me2 2W W型的磁矩型的磁矩(n nB B)w RSSR*S*S*)w RSSR*S*S*由由1 1个个M M和和1 1个个S S块组成，因此块组成，因此 (n(nB B)w)w 理论理论 =(n nB B)M M+(n+(nB B)s=20+(n)s=20+(nB B)s)s 三三.MeMe2 2Y Y型的磁矩型的磁矩(n nB B)Y )Y MeMe2 2Y Y由由1 1个个T T块和块和1 1个个S S块组成块组成,如如MeMe2+2+只占只占S S块块,T,T块中只块中只有一种金属离子有一种金属离子,则则T T块的块的n nB B=0=0，因此：，因此：(n(nB B)Y)Y 理论理论 =(n nB B)s()s(为为MeMe2 2FeFe4 4O O8 8的玻尔磁子数的玻尔磁子数)四四.Me.Me2 2Z Z型的磁矩型的磁矩(n nB B)Z )Z 由由M M与与Y Y构成，因此：构成，因此：(n nB B)Z)Z 理论理论 =(n nB B)M+(n)M+(nB B)Y=20+()Y=20+(B B)Y)Y第5页/共51页3-3 3-3 六角晶系磁晶各向异性六角晶系磁晶各向异性1.1.主轴型主轴型 M M型型 k k1 1 0,0,特别大特别大;BaM(BaFeBaM(BaFe1212O O1919)3.3)3.3 10106 6 erg/cmerg/cm3 3;SrM(SrFeSrM(SrFe1212O O1919)3.7)3.7 10106 6 erg/cmerg/cm3 3;2.2.平面型平面型:Y Y型型;k;k1 10 0 含含CoCo为一定量的为一定量的Z Z型型(如如CoCox xZnZn2-x2-xZ Z中中 x x 0.50.5 3 3););含含CoCo为一定量的为一定量的W W型型(如如MeMe2 2W W：FeFe0.50.5CoCo0.750.75Z Z0.750.75W);W);3.3.锥面型锥面型:CoCo2 2Y Y型材料在型材料在 215k215k以上以上,k,k1 1+2 k+2 k2 2000锥面型锥面型;CoCo2 2 Z Z 型在型在 T220KT.1.四面体，八面体占据四面体，八面体占据FeFe3+3+,应不产生强的各向应不产生强的各向 异性异性;2.2.六面体占据六面体占据FeFe3+3+，产生，产生强的各向异性强的各向异性;2 2一般认为强各向异性主要产生于六角体的一般认为强各向异性主要产生于六角体的FeFe3+3+,在平面上在平面上FeFe3+3+与与3 3个个O O2-2-的距离近似为的距离近似为1.31.3,在上在上下下(C C 轴轴)与与2 2个个 O O2-2-距离远为距离远为2.3 2.3,平面内平面内FeFe3+3+与与3 3个个O O2-2-部分形成共价键部分形成共价键,即即O O2-2-的价电子部分回到的价电子部分回到 FeFe3+3+,使使FeFe3+3+获得获得角动量角动量,产生强各向异性；产生强各向异性；3 3由于由于CoCo2+2+进入八面体，在进入八面体，在100100具有很强的磁各具有很强的磁各向异性向异性,Co,Co2+2+进入八面体使主轴型向平面型转换；进入八面体使主轴型向平面型转换；第7页/共51页3-4 3-4 六角晶系的离子取代六角晶系的离子取代1.Ba1.Ba2+2+的取代的取代:SrSr2+2+,Pb,Pb2+2+取代取代 适量的适量的Ca(1.06Ca(1.06)可取代；可取代；稀土离子如稀土离子如LaLa3+3+,Pr,Pr3+3+,Nd,Nd3+3+,Sm,Sm3+3+,Eu,Eu3+3+,Gd,Gd3+3+等也可等也可部分取代部分取代;2.Fe2.Fe3+3+的取代的取代:.Al.Al3+3+,Ga,Ga3+3+,Cr,Cr3+3+取代取代FeFe3+3+,4,4 MsMs，内禀矫顽力内禀矫顽力 二价金属离子二价金属离子(Co(Co2+2+,Ni,Ni2+2+,Zn,Zn2+2+,Ca,Ca2+2+等等)与四价金与四价金属离子（属离子（TiTi4+4+,Gz,Gz4+4+,Zr,Zr4+4+）等同时取代）等同时取代FeFe3+3+,用于磁用于磁记录材料记录材料;第8页/共51页第四章 软磁铁氧体的研究与发展从成分上分主要有：Mn Zn，Ni-Zn系等尖晶石软磁铁氧体平面型六角晶系软磁铁氧体从应用角度讲，它又可分为 高高磁导率(i)软磁铁氧体 高高频大功率软磁铁氧体（又称功率铁氧体）抗抗电磁干扰的（EMI）铁氧休等几类 第9页/共51页 随着电子设备小型化、轻随着电子设备小型化、轻量化量化、薄形化和高可靠性的发展，、薄形化和高可靠性的发展，对电子元件及材料的要求也越来越高。软磁材料除了要求高磁导对电子元件及材料的要求也越来越高。软磁材料除了要求高磁导磁率外，更重要的是要求其具有低损耗和高稳定性。导致了磁率外，更重要的是要求其具有低损耗和高稳定性。导致了MnZnMnZn超优铁氧体的出现。如超优铁氧体的出现。如TDKTDK公司的公司的PC50PC50、PC4XPC4X系列、西系列、西门子公司的门子公司的N47N47、N49N49、N59N59材料及材料及TOKINTOKIN公司的公司的B40B40材料。材料。软磁铁氧体的稳定性磁芯参数与有关物理参数的关系配方成分准确性对磁性能的影响4-1 4-1 4-1 4-1 低损耗、高稳定性软磁铁氧体的性能分析低损耗、高稳定性软磁铁氧体的性能分析低损耗、高稳定性软磁铁氧体的性能分析低损耗、高稳定性软磁铁氧体的性能分析第10页/共51页一、一、软磁铁氧体的稳定性软磁铁氧体的稳定性高稳定性：磁导率的温度稳定性高，减落要小，随时间的老化要尽可能小，同时抗高稳定性：磁导率的温度稳定性高，减落要小，随时间的老化要尽可能小，同时抗潮湿、电磁场、机械负荷电离辐射等的能力强。潮湿、电磁场、机械负荷电离辐射等的能力强。引起的主要变化引起的主要变化:1.1.材料基本参数材料基本参数(k,(k,)温度稳定性温度稳定性 u u(可逆可逆););2.2.离子的扩散及组成分解离子的扩散及组成分解磁老化磁老化(不可逆不可逆););3.3.离子分布或价态的变化离子分布或价态的变化时间稳定性时间稳定性减落减落(可逆可逆);.);.第11页/共51页（一）、磁导率的温度稳定性及其影响因素（一）、磁导率的温度稳定性及其影响因素 一般铁氧体一般铁氧体i i T T可能出现一个峰或多个峰可能出现一个峰或多个峰;出出现峰值原因：现峰值原因：i i MsMs2 2/(K/(K1 1+3/2+3/2 s s)i i T T复杂函数复杂函数,一般只有二个峰一般只有二个峰,在一峰附近也在一峰附近也可能由减落引起一些小峰可能由减落引起一些小峰 1.1.峰出现原因峰出现原因:T T1 1（T T1 1 Tc50mol%50mol%）,在普通工艺在普通工艺(含含O O2 221%)21%)烧结，离子空位浓度上升烧结，离子空位浓度上升,减落愈明显减落愈明显.3.3.在在N N2 2中退火中退火(120(1200 0C),C),氧化氧化减少减少,空位增加空位增加,减落增减落增 加。加。4.4.实验证明实验证明,在室温以上至在室温以上至 f f,减落随温度的变化出减落随温度的变化出 现多峰，峰的位置和高度与材料的成分和空位浓度现多峰，峰的位置和高度与材料的成分和空位浓度 有关。有关。Q Q1 1=20.3ev;Q=20.3ev;Q2 2=10.15ev;Q=10.15ev;Q3 3=0.90.15ev=0.90.15ev第20页/共51页举例：举例：（MnZn)MnZn)FeFe2+2+(1-2 (1-2）FeFe3+3+（2+22+2）O O4+r 4+r FeFe2+2+浓度浓度:C:C(Fe2+)(Fe2+)=(1-2=(1-2 ););阳离子空位浓度阳离子空位浓度C C(口口)=(3/4)=(3/4)令函数令函数f(f()代表阳离子空位浓度与浓度乘积代表阳离子空位浓度与浓度乘积:f(f()=C=C(口口)C C(Fe2+)(Fe2+)=(3/4)=(3/4)(1-2(1-2 )因此当离子的浓度和空位浓度配合很好后因此当离子的浓度和空位浓度配合很好后,f(,f()最最大大，减落最大减落最大第21页/共51页减落机理减落机理减落机理减落机理:三角晶场引起感生三角晶场引起感生k ku u的结果的结果,冻结畴壁使磁冻结畴壁使磁导率降低导率降低,处于稳定态；当强磁场磁化或磁中性化（测处于稳定态；当强磁场磁化或磁中性化（测减落），离子处于高能态，随时间离子发生减落），离子处于高能态，随时间离子发生:1.1.室温附近的短程有序扩散室温附近的短程有序扩散;2.B 2.B位上的离子空位与阳离子的定向有序扩散位上的离子空位与阳离子的定向有序扩散-长长 程有序扩散程有序扩散:=(1/9.6fC)=(1/9.6fC)exp(exp(/kT);/kT);第22页/共51页控制减落的方法控制减落的方法控制减落的方法控制减落的方法控制减落主要是控制空位浓度：控制减落主要是控制空位浓度：1.Fe1.Fe2+2+的控制的控制(避开峰出现于避开峰出现于T T应用应用f f应用应用),),因因FeFe2+2+的的 减落主要发生在低温；减落主要发生在低温；2.2.阳离子空位数的控制阳离子空位数的控制:在在N N2 2中烧结或在中烧结或在N N2 2中回火中回火;降低烧结温度；降低烧结温度；FeFe2+2+FeFe3+3+;第23页/共51页二、磁芯参数与有关物理参数的关系二、磁芯参数与有关物理参数的关系（一）、参数说明与分析：（一）、参数说明与分析：1.1.电感电感i i i i 体积体积 首要条件首要条件:必须保证稳定性必须保证稳定性;例：要求电感量的稳定性：例：要求电感量的稳定性：（L/L)/L/L)/T=T=（150150 30)30)1010-6-6 如如 /i i=(0.5=(0.5 0.1)0.1)1010-6-6 i i e e=300=300 对于超优对于超优 /i i=(0.4=(0.4 0.1)0.1)1010-6-6 i i e e=500=500第24页/共51页2./i kT 21峰；f 随 i T 2峰与 f 距离 ，凹谷范围；3.减落系数D/i;4.品质因数tg/i 涡流；fr尾巴；后效tg c,tg n;5.非线性失真系数（tg n不可逆部分/可逆部分）第25页/共51页（二）、磁参数之间的关系与矛盾分析1.1.最佳成分区最佳成分区 f f =100250=100250o oC;C;随随FeFe2 2O O3 3 高于高于50%50%分别出现分别出现D/D/i i,i i(max)(max),/i i tgtg/i i等（等（k k1 10 0 )高高BsBs最佳成分区；可知不在同一区各区最佳成分区；可知不在同一区各区相互相互矛盾矛盾；2.2.FeFe2 2O O3 3=52%=52%；Zn=22%30%;Zn=22%30%;余为余为MnOMnO；高；高i i材料材料 s,ks,k1 10 0 按高按高 i i的配方与工艺的配方与工艺,可得高可得高 I I 材料。材料。矛盾：不能同时得到矛盾：不能同时得到:/i i tgtg/i i ；1.1.高高i i晶界薄晶界薄,涡流涡流 tgtg e e,晶粒大晶粒大,壁移易壁移易,高频时畴壁共振易高频时畴壁共振易发生发生frfr 2.2.含含 FeFe2 2O O3 3虽不多虽不多,但激活能但激活能 较高较高,引起室温后效而比引起室温后效而比FeFe2 2O O3 3 多的多的还大还大;随随FeFe2+2+,峰虽然下降但峰虽然下降但 T T ,后效尾巴使应用时后效更后效尾巴使应用时后效更大大;第26页/共51页3.不可逆壁移(晶粒大晶界薄)易 tg n/i h/i 2;4.高i的补偿点在室温附近,从室温到 f,常用kT变化大,iT 陡峭,/i较大;对i的要求,因 /i与tg/i不能直接满足要求,就要开气隙,使i 提高稳定度失去产生高i的意义.3.在i=2000范围内,如Fe2O3稍高于50%,D/i较小(因Fe2O3 Fe2+Fe2O3 )但因无k1T 补偿点 c，难于满足 的要求;4.高端:Fe2O3在54%56%比损耗较小,f 高,但是D/i 大(因Fe2+);第27页/共51页5.在中间区:Fe2O3:5354%可生成适量 Fe2+使 kT0达到 I T 较平坦:f 小,/i 较小;措施:晶粒5 6m,均匀完整无另相,气孔少,应力小:磁化时 k1 0可逆壁移畴转易发生,但不可逆壁移因晶粒较小而难于发生,磁滞损耗小;后效损耗因Fe2+较多,后效峰移向低温,使得在应用温度下后效减小;涡流损耗因晶界电阻 而 ;但由于:Fe2O3,Fe2+空位 使得D/i较大;虽 k1 0 但如果晶界较薄,可逆壁移和畴转均存在,发生畴转共振的(fn)使高频共振损耗较大;上述 /i虽较平坦,但仍达不到超优的要求 看来:用纯原料(不掺杂)要想实现各个指标最佳,难于实现,故要采取加杂办法。第28页/共51页三、配方成分准确性对磁性能的影响三、配方成分准确性对磁性能的影响（一）原材料选择 （二）配方条件 基本配方在0.54Fe2O30.36MnO 0.10ZnO成分附近。在最佳工艺每件下，相对高的MnO和Fe2O3含量是有利的在保证性能稳定可靠的前提下减小磁芯体积，尽可能提高磁导率，控制 /i。（三）添加剂对性能的改进微量CaO与SiO2的加入并在适当的低温低氧气氛的中烧结，导致减落变小，温度系数下降少量SnO2（或TiO2）及Co2O3的加入，有三个好作用：补偿K使曲线平坦，从而改善 /i；与Fe2+联合作用造成K=0，使磁化以可逆畴转为主从而降低磁滞损耗、改善非线失真和降低比损耗因子 SnO2或TiO2可降低材料内部的空位数，从而降低减落。第29页/共51页（四）烧结条件 制造超优的MnZn铁氧体材料，必须采用严格的气氛烧结法，最可靠的烧结条件应按既定的PO2T曲线进行。举例说明：（P88）（MnxZn1-x）O yFe2O3 摩尔百分含量：重量百分含量：第30页/共51页制备一种高频Ni-Zn铁氧体软磁材料，其基本配方为：Fe2O3=50mol%，NiO=22 mol%，CoO=6mol%，ZnO=22mol%。请计算及分析：写出该材料的化学分子式与占位结构分布式各原料的重量百分比；计算0K时的比饱和磁化强度；当D=5g/cm3时，计算0K时的Ms；注：分子量：Fe2O3=159.7,NiO=74.7 CoO=75,ZnO=81.4 离子磁矩：Co2+=3.7B,Ni2+=2.3B,Fe3+=5B,Fe2+=4B 常量：NB 103=5585第31页/共51页设化学式为：ZnNiCoFe2+Fe3+2O4则 =0.44 =0.44 =0.12 =0化学式：Zn0.44Ni0.44Co0.12Fe2O4占位结构分布式:（Zn 2+0.44Fe 3+0.56）Ni 2+0.44Co 2+0.12Fe 3+1.44O4+(+2)=3 （+2）=0.22 0.22 0.06 1第32页/共51页设化学式为：ZnNiCoFeO4则 =0.44 =0.44 =0.12 =2化学式：Zn0.44Ni0.44Co0.12Fe2O4占位结构分布式:（Zn 2+0.44Fe 3+0.56）Ni 2+0.44Co 2+0.12Fe 3+1.44O4+=3 =0.22 0.22 0.06 (0.5 2)2+2+2+x 2+(-x)3=8设Fe 2+的含量为x 第33页/共51页氧化物法氧化物法化学共沉淀法化学共沉淀法水热法水热法超临界法超临界法微乳液法微乳液法溶胶凝胶法溶胶凝胶法喷雾焙烧法喷雾焙烧法自蔓延高温合成技术法自蔓延高温合成技术法4-2、铁氧体的合成与制备技术、铁氧体的合成与制备技术 软磁铁氧体材料的生产分为软磁铁氧体材料的生产分为2种种:将氧化物原料直接球磨混合将氧化物原料直接球磨混合,经成型和高温烧结制成铁氧体经成型和高温烧结制成铁氧体,即所谓的即所谓的干法。这种方法工艺简单干法。这种方法工艺简单,配方准确配方准确,应用较为普遍。但采用氧化物作原应用较为普遍。但采用氧化物作原料料,烧结活性和混合的均性受到限制烧结活性和混合的均性受到限制,制约了产品性能的进一步提高制约了产品性能的进一步提高;另一种以化学共沉淀法为主的湿法工艺另一种以化学共沉淀法为主的湿法工艺,此工艺制备的铁氧体粉烧结此工艺制备的铁氧体粉烧结活性和均匀性好活性和均匀性好,但是湿法的工艺路线长、条件敏感、稳定性较差。但是湿法的工艺路线长、条件敏感、稳定性较差。第34页/共51页一、氧化物法一、氧化物法选用高纯度的各种氧化物作原料，按一定配比混合后烧结选用高纯度的各种氧化物作原料，按一定配比混合后烧结成型制成。成型制成。氧化物法优点：氧化物法优点：工艺简单工艺简单 ,配方准确配方准确 ,易于大规模工业生产。易于大规模工业生产。氧化物法缺点：氧化物法缺点：高纯度的氧化铁、碳酸锰高纯度的氧化铁、碳酸锰 (或氧或氧 化锰化锰 )、氧化锌的价格很昂贵、氧化锌的价格很昂贵 ,使得产品成本非常高。使得产品成本非常高。由于采用固相物作前驱体原料由于采用固相物作前驱体原料 ,各组分氧化物的反应活性都不高各组分氧化物的反应活性都不高 ,混合也不可能做到微观均匀混合也不可能做到微观均匀 ,因而在高温合成时因而在高温合成时 ,合成温度须合成温度须非常高非常高 (上千度上千度 ),),但仍不能避免各组分高温扩散反应速度不一但仍不能避免各组分高温扩散反应速度不一的缺点的缺点 ,造成成分偏析造成成分偏析 ,微观组织不均匀。微观组织不均匀。球磨时间过长球磨时间过长 ,还会引入杂质和过量铁。这是导致传统氧化物法还会引入杂质和过量铁。这是导致传统氧化物法合成氧体过程中产品质量不稳定合成氧体过程中产品质量不稳定 ,产品性能制备可重复性差的关产品性能制备可重复性差的关键原因。键原因。第35页/共51页氧化物法制备铁氧体的一般工艺流程氧化物法制备铁氧体的一般工艺流程配料配料配料配料添加剂添加剂添加剂添加剂烧结烧结烧结烧结检验检验检验检验配方设计配方设计配方设计配方设计混料（一次球磨）混料（一次球磨）混料（一次球磨）混料（一次球磨）造粒、成型造粒、成型造粒、成型造粒、成型粉碎（二次球磨）粉碎（二次球磨）粉碎（二次球磨）粉碎（二次球磨）预烧预烧预烧预烧第36页/共51页二、化学共沉淀法二、化学共沉淀法 选用一种合适的可溶于水的金属盐类，按所制备的材料组选用一种合适的可溶于水的金属盐类，按所制备的材料组选用一种合适的可溶于水的金属盐类，按所制备的材料组选用一种合适的可溶于水的金属盐类，按所制备的材料组成计量，将金属盐溶解，并以离子状态混合均匀，再选择成计量，将金属盐溶解，并以离子状态混合均匀，再选择成计量，将金属盐溶解，并以离子状态混合均匀，再选择成计量，将金属盐溶解，并以离子状态混合均匀，再选择一种合适的沉淀剂，将金属离子均匀沉淀或结晶出来，再一种合适的沉淀剂，将金属离子均匀沉淀或结晶出来，再一种合适的沉淀剂，将金属离子均匀沉淀或结晶出来，再一种合适的沉淀剂，将金属离子均匀沉淀或结晶出来，再将沉淀物脱水或热分解而制得铁氧体微粉。将沉淀物脱水或热分解而制得铁氧体微粉。将沉淀物脱水或热分解而制得铁氧体微粉。将沉淀物脱水或热分解而制得铁氧体微粉。共沉淀法优点共沉淀法优点共沉淀法优点共沉淀法优点：颗粒细小、均匀纯度高，化学活性好。颗粒细小、均匀纯度高，化学活性好。颗粒细小、均匀纯度高，化学活性好。颗粒细小、均匀纯度高，化学活性好。共沉淀法缺点：共沉淀法缺点：共沉淀法缺点：共沉淀法缺点：粉体团聚难以克服粉体团聚难以克服粉体团聚难以克服粉体团聚难以克服 成本高、污染严重；成本高、污染严重；成本高、污染严重；成本高、污染严重；难于大规模工业生产难于大规模工业生产难于大规模工业生产难于大规模工业生产第37页/共51页三、溶胶凝胶法三、溶胶凝胶法 是是是是20202020世纪世纪世纪世纪80808080年代迅速发展起来的新的湿化学合成方法，被年代迅速发展起来的新的湿化学合成方法，被年代迅速发展起来的新的湿化学合成方法，被年代迅速发展起来的新的湿化学合成方法，被广泛应用于各种无机功能材料的合成中。将金属有机化合广泛应用于各种无机功能材料的合成中。将金属有机化合广泛应用于各种无机功能材料的合成中。将金属有机化合广泛应用于各种无机功能材料的合成中。将金属有机化合物溶解于有机溶剂中，形成溶胶，再采取适当的方法使之物溶解于有机溶剂中，形成溶胶，再采取适当的方法使之物溶解于有机溶剂中，形成溶胶，再采取适当的方法使之物溶解于有机溶剂中，形成溶胶，再采取适当的方法使之形成凝胶。再经高温焙烧制得纳米级氧化物铁氧体微粉。形成凝胶。再经高温焙烧制得纳米级氧化物铁氧体微粉。形成凝胶。再经高温焙烧制得纳米级氧化物铁氧体微粉。形成凝胶。再经高温焙烧制得纳米级氧化物铁氧体微粉。优点优点优点优点：纯度高，均匀性好，化学化学活性好。纯度高，均匀性好，化学化学活性好。纯度高，均匀性好，化学化学活性好。纯度高，均匀性好，化学化学活性好。缺点：缺点：缺点：缺点：粉体团聚难以克服粉体团聚难以克服粉体团聚难以克服粉体团聚难以克服 成本高、污染严重；成本高、污染严重；成本高、污染严重；成本高、污染严重；难于大规模工业生产难于大规模工业生产难于大规模工业生产难于大规模工业生产第38页/共51页4-2 4-2、MnMn ZnZn系软磁铁氧系软磁铁氧体体第39页/共51页一、高一、高一、高一、高iMnZniMnZniMnZniMnZn材料材料材料材料第40页/共51页（一）、配方（一）、配方 （图（图1.7.3)1.7.3)要求是在一定要求是在一定MsMs和和TcTc前提下，实现前提下，实现K1K1、s0s0 (二二)、材料要求与工艺、材料要求与工艺 必须用高纯度、高活性的共沉粉料或高纯氧化物为基必须用高纯度、高活性的共沉粉料或高纯氧化物为基 本本 原料；原料；粒度最好在粒度最好在0.10.25m0.10.25m内，一般不掺杂；内，一般不掺杂；晶粒均匀、完整、无气孔、内应力极小晶粒尺寸较大；晶界薄而晶粒均匀、完整、无气孔、内应力极小晶粒尺寸较大；晶界薄而整齐；整齐；烧结工艺：烧结工艺：二次还原烧结法；二次还原烧结法；平衡气氛烧结法；平衡气氛烧结法；高压充氮高压充氮法；法；在基本配方中掺加改善损耗特性的添加剂，并调整工艺，达到提在基本配方中掺加改善损耗特性的添加剂，并调整工艺，达到提高高QQ值和值和 Q Q的目的。的目的。（三）、应用（三）、应用主要用于各类变压器和电感磁芯、扼流圈（日本主要用于各类变压器和电感磁芯、扼流圈（日本TDKTDK公司的高材料公司的高材料性能见表性能见表1.12.1(P92)1.12.1(P92)第41页/共51页第42页/共51页二、高频低耗 MnZn功率铁氧体材料第43页/共51页第44页/共51页第45页/共51页（一）配方应位于具有最低磁滞损耗的“等导区”，然后再采取措施降低涡流损耗（二）材料要求与工艺l必须用高纯度、高活性的共沉粉料或高纯氧化物为基 本 原料l晶粒尺寸较小，均匀完整，晶粒内部气孔少，整体密度高，晶粒高纯度、无缺陷、杂质，内应力小，而晶界则密布高阻层杂质，且气孔少。l主要用途 功率变压器、开关电源、彩电行输出变压器、工作在大电流或直流偏场,通过磁化传递功率(工作在饱和条件25%);材料要求:Bs,损耗小,i=2000;a=3000;损耗来源:涡流 f2,磁滞 H,损耗发热,引起Bs 损耗 恶性循环烧坏线包 要 f ;高Bs材料指标:P4-110;第46页/共51页高Bs配方范围:考虑到:f 在200oC 240oC 随Zn含量 而,f 随Fe2O3 而 应使ZnO ,Fe2O3.Bs 随Fe2O3 而(在一定的范围内)当Fe2O3:53%55%mol工艺适当可得到Bs 5000Gs,另外ZnO 过多,D/i ,f 反而,损耗:Pl=Pn+Pe=(Knf+Kef 2)Bn(V)；在：f:1001000Hz;n取2.02.6如Fe2O3 Fe2+P ，但又必须利用Fe2+补偿 k10使a 磁滞Pn,应使 k10.不可逆磁化在小电流振幅下提前完成;中心点成分:Fe2O3=53.5%;ZnO=1 2%范围:Fe2O3=5355%;ZnO=914%第47页/共51页高Bs材料烧结条件：900OC 以前300OC/h 900OC 1100OC为50OC/h;1100OC 1340OC 200OC/h在含O25%的N2中保温34hour;然后在N2中冷却;烧结条件与原材料纯度,活性,预烧温度有关。第48页/共51页4-3 4-3、NiNi ZnZn系软磁铁氧体系软磁铁氧体第49页/共51页第50页/共51页感谢您的观看！第51页/共51页