高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體的低溫?zé)Y(jié)研究.pdf

1、本論文探討了高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體的低溫?zé)Y(jié)制備機(jī)理，并系統(tǒng)地研究了主配方、摻雜和各種工藝參數(shù)對(duì)其磁性能的影響，從中探索出了實(shí)現(xiàn)高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體低溫?zé)Y(jié)制備的有效途徑。 首先探討使用傳統(tǒng)氧化物法實(shí)現(xiàn)高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體的低溫?zé)Y(jié)制備，系統(tǒng)研究了CuO添加量、V2O5添加量、預(yù)燒溫度、一次球磨時(shí)間和二次球磨時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)鐵氧體的微結(jié)構(gòu)及其磁性能的影響。結(jié)果表明，CuO的添加有效降低尖晶石結(jié)構(gòu)的NiZn鐵氧體相的形成溫度，

2、并在燒結(jié)過(guò)程中形成液相燒結(jié)，促進(jìn)了鐵氧體的燒結(jié)致密化和晶粒長(zhǎng)大；V2O5的添加也能夠在燒結(jié)過(guò)程中形成液相燒結(jié)，降低鐵氧體的燒結(jié)溫度；適當(dāng)調(diào)整預(yù)燒溫度、一次球磨和二次球磨時(shí)間等工藝參數(shù)能夠改善預(yù)燒料的燒結(jié)反應(yīng)活性，從而促進(jìn)鐵氧體的燒結(jié)固相反應(yīng)，有利于性能的改善。采用49.5mol％Fe2O3、32mol％ZnO、8.5mol％NiO、10mol％CuO主配方，添加0.2mol％V2O5、750℃預(yù)燒，一次和二次球磨分別6小時(shí)后，能夠在93

3、0℃的低燒結(jié)溫度條件下獲得初始磁導(dǎo)率μi為1614、比損耗系數(shù)tand/μi為8.9×10-6(100kHz)、比溫度系數(shù)aμir為2.27×10-6(-40℃～60℃)、居里溫度為103℃、飽和磁通密度Bs為254mT這樣優(yōu)良磁性能的高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體材料。 在上述氧化物法的改進(jìn)基礎(chǔ)上，使用微波燒結(jié)方法取代傳統(tǒng)燒結(jié)方法以進(jìn)一步降低高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體的燒結(jié)溫度，系統(tǒng)研究了微波燒結(jié)對(duì)燒結(jié)固相反應(yīng)的促進(jìn)機(jī)理以及對(duì)鐵氧體磁性能

4、的影響。研究結(jié)果表明，微波電磁場(chǎng)能夠有效促進(jìn)燒結(jié)過(guò)程中的離子擴(kuò)散，不但能加速燒結(jié)致密化和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程，而且還能減小兩者速度對(duì)燒結(jié)溫度變化的敏感性之間的差異，同時(shí)大大縮短燒結(jié)固相反應(yīng)的完成所需時(shí)間，改善了鐵氧體磁性能。使用微波燒結(jié)方法取代傳統(tǒng)燒結(jié)方法，其他工藝過(guò)程與上述傳統(tǒng)氧化物法完全相同，可在燒結(jié)溫度僅為930℃的低燒結(jié)溫度條件下獲得初始磁導(dǎo)率高達(dá)1700、比損耗系數(shù)僅為8.7×10-(100kHz)和比溫度系數(shù)為2.0×10-6(-4

5、0℃～60℃)的優(yōu)良磁性能。 本文還使用溶膠-凝膠自蔓延燃燒法實(shí)現(xiàn)高磁導(dǎo)率NiZn鐵氧體材料的低溫?zé)Y(jié)制備，研究了煅燒工序的引入對(duì)鐵氧體燒結(jié)行為及磁性能的影響。研究表明，在燒結(jié)溫度低于1000℃時(shí)，溶膠-凝膠自蔓延燃燒法能夠在不添加任何燒結(jié)助熔劑的情況下獲得顯微組織結(jié)構(gòu)較為致密、晶粒尺寸分布較為均勻的NiZn鐵氧體燒結(jié)樣品。此外，煅燒熱處理能夠有效地去除由于燃燒反應(yīng)的不充分而殘留在粉末中的原材料以及生成的雜相，大大降低鐵氧體樣品