NiCuZn鐵氧體低溫制備對(duì)磁性能的影響.pdf

1、本文探討了低溫制備對(duì)NiCuZn鐵氧體磁性能的影響;通過(guò)調(diào)整主配方中各組分的配比、工藝參數(shù)及摻雜量等因素，系統(tǒng)研究了各因素對(duì)材料的顯微結(jié)構(gòu)和磁性能的影響，從中探索出了兼顧低溫共燒和高性能的NiCuZn鐵氧體的有效制備方法。
　　 首先，探討了采用傳統(tǒng)的陶瓷工藝實(shí)現(xiàn)NiCuZn鐵氧體的低溫制備，根據(jù)課題要求確定鐵氧體主配方中各組分的含量，重點(diǎn)研究了主配方中CuO的含量對(duì)NiCuZn鐵氧體的顯微組織和磁性能的影響。結(jié)果表明:添加Cu

2、O使燒結(jié)過(guò)程以液相燒結(jié)的方式進(jìn)行，促進(jìn)鐵氧體晶粒的長(zhǎng)大和致密化速度，有效的降低尖晶石結(jié)構(gòu)的NiCuZn鐵氧體相的形成溫度，提高材料的磁性能;在缺鐵配方下，當(dāng)CuO的含量為10mol％、燒結(jié)溫度為975℃時(shí)，起始磁導(dǎo)率可達(dá)到1078、功率損耗為269kw/m3以及飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為336.5mT。
　　 但CuO含量過(guò)多時(shí)，容易造成晶粒的非連續(xù)長(zhǎng)大和大量氣孔出現(xiàn)，惡化磁性能;從而確定主配方中各組分的含量為:49mol％Fe2O3、3

3、1mol％ZnO、10mol％NiO、10mol％CuO。
　　 其次，研究了預(yù)燒溫度、燒結(jié)溫度、升溫速度等工藝因素對(duì)NiCuZn鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):適當(dāng)?shù)纳哳A(yù)燒溫度，可使晶粒尺寸均勻長(zhǎng)大，氣孔減小，有利于改善材料的磁性能，而預(yù)燒溫度過(guò)高時(shí)，粉料的活性下降，二次球磨困難，燒結(jié)溫度升高，磁性能下降;燒結(jié)溫度對(duì)材料的顯微組織和磁性能起決定性的作用，適當(dāng)?shù)奶岣邿Y(jié)溫度，使晶粒均勻生長(zhǎng)，致密化程度提高，有利于改善

4、磁性能，而當(dāng)燒結(jié)溫度過(guò)高時(shí)，晶粒異常長(zhǎng)大，氣孔增多，引起磁性能下降;當(dāng)升溫速度過(guò)快，導(dǎo)致較差的磁性能和顯微結(jié)構(gòu)，而升溫速度過(guò)慢，對(duì)材料的磁性能影響不大但浪費(fèi)能源;從而確定各工藝參數(shù)為:預(yù)燒溫度為800℃、燒結(jié)溫度為975℃、升溫速度為2～2.5℃/min。
　　 最后，探討了摻雜微量元素V205、MoO3以及復(fù)合添加對(duì)NiCuZn鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。摻雜V2O5也能夠使燒結(jié)過(guò)程以液相燒結(jié)的方式進(jìn)行，降低鐵氧體的燒結(jié)溫

5、度，對(duì)磁性能改善作用不是很明顯;摻入高價(jià)的Mo6+，主要是改善NiCuZn鐵氧體的顯微組織，細(xì)化晶粒，減小氣孔，提高材料的致密化程度從而提高材料的磁性能;
　　 本文還引入正交法設(shè)計(jì)復(fù)合添加試驗(yàn)，不僅可以減少大量的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，人力物力資源，同時(shí)可以為后期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析提供一種高效數(shù)學(xué)方法;試驗(yàn)結(jié)果表明:燒結(jié)溫度為950℃、0.3wt％V2O5+0.12wt％MoO3時(shí)，可使起始磁導(dǎo)率可達(dá)到1269，相應(yīng)的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為33