高磁導(dǎo)率MnZn鐵氧體材料燒結(jié)技術(shù)研究.pdf

1、本文對(duì)采用氧化物電子陶瓷工藝制備的高磁導(dǎo)率MnZn鐵氧體磁芯在工業(yè)生產(chǎn)條件下與承燒材料之間的相互作用關(guān)系進(jìn)行了研究分析,并初步探討了磁導(dǎo)率的溫度穩(wěn)定性問題。其中重點(diǎn)對(duì)比了不同承燒材料燒結(jié)的底層磁芯性能特征、成分偏析程度、微觀和物相結(jié)構(gòu),討論了配方、摻雜和致密燒結(jié)工藝對(duì)高磁導(dǎo)率MnZn鐵氧體μiT特性的影響。對(duì)鐵氧體磁芯與承燒材料之間的相互作用關(guān)系分析結(jié)果表明,工業(yè)生產(chǎn)中由莫來石承燒的底層磁芯基本磁性能相較中層磁芯性能偏差嚴(yán)重的主要原因是

2、表層區(qū)域的成分偏析問題。這種成分偏析主要由莫來石組分中的Si滲透和磁芯組分中的Zn耗散引起;Si的滲透深度約為100μm,Zn的耗散深度約為200μm,其耗散途徑包括ZnO熱分解產(chǎn)生的Zn高溫?fù)]發(fā)和ZnO與莫來石另一組分Al2O3之間的直接、間接化學(xué)反應(yīng),即ZnO→Zn(gas)+1/2O2,ZnO+Al2O3→ZnAl2O4,Zn(gas)+1/2O2+Al2O3→ZnAl2O4。從抑制異質(zhì)物質(zhì)滲透和減小Zn耗散程度出發(fā),可以考慮使用

3、ZrO2板、同類型磁片和ZnO板代替莫來石作為鐵氧體磁芯的承燒材料,這四種承燒材料燒結(jié)的底層磁芯起始磁導(dǎo)率分別可以達(dá)到中層磁芯起始磁導(dǎo)率均值的80％、90%、50%和65%左右;由于接觸表面層的微觀形貌狀況和成分偏析程度不同,因此經(jīng)由以上幾種承燒材料燒結(jié)的底層鐵氧體磁芯μiT特性也具有一定差別,ZrO2板承燒底層磁芯的μi值受溫度變化的影響較大,ZnO板承燒底層磁芯的起始磁導(dǎo)率Ⅱ峰對(duì)應(yīng)溫度點(diǎn)Tsmp出現(xiàn)在較低的溫度區(qū)域。對(duì)MnZn鐵氧體

4、材料磁導(dǎo)率溫度穩(wěn)定性的研究結(jié)果表明,材料體系的磁晶各向異性常數(shù)K1決定起始磁導(dǎo)率的Ⅱ峰位置,微觀形貌對(duì)溫度系數(shù)αμi有一定影響。增大主配方中Fe2O3和ZnO的含量能夠使Ⅱ峰位置移向低溫區(qū)域;添加TiO2也能獲得相似的結(jié)果,其原因是Ti4+進(jìn)入晶格結(jié)構(gòu)取代Fe3+產(chǎn)生Fe2+,即2Fe3+→Fe2++Ti4+;對(duì)摻入Co2O3的情況,可以肯定其具有明顯降低材料起始磁導(dǎo)率的作用,少量摻雜對(duì)磁導(dǎo)率Ⅱ峰位置的影響程度并不明顯;致密燒結(jié)不能改變