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高磁导率MnZn铁氧体材料烧结技术研究

作　者: 邓绍文
导　师: 兰中文
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子信息材料与元器件
关键词: MnZn铁氧体 承烧材料 温度稳定性 高磁导率
分类号: TM277
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 336次
引　用: 2次
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内容摘要


本文对采用氧化物电子陶瓷工艺制备的高磁导率MnZn铁氧体磁芯在工业生产条件下与承烧材料之间的相互作用关系进行了研究分析，并初步探讨了磁导率的温度稳定性问题。其中重点对比了不同承烧材料烧结的底层磁芯性能特征、成分偏析程度、微观和物相结构，讨论了配方、掺杂和致密烧结工艺对高磁导率MnZn铁氧体μi～T特性的影响。对铁氧体磁芯与承烧材料之间的相互作用关系分析结果表明，工业生产中由莫来石承烧的底层磁芯基本磁性能相较中层磁芯性能偏差严重的主要原因是表层区域的成分偏析问题。这种成分偏析主要由莫来石组分中的Si渗透和磁芯组分中的Zn耗散引起；Si的渗透深度约为100μm，Zn的耗散深度约为200μm，其耗散途径包括ZnO热分解产生的Zn高温挥发和ZnO与莫来石另一组分Al2O3之间的直接、间接化学反应，即ZnO→Zn（gas）+1／2O2，ZnO+Al2O3→ZnAl2O4，Zn（gas）+1／2O2+Al2O3→ZnAl2O4。从抑制异质物质渗透和减小Zn耗散程度出发，可以考虑使用ZrO2板、同类型磁片和ZnO板代替莫来石作为铁氧体磁芯的承烧材料，这四种承烧材料烧结的底层磁芯起始磁导率分别可以达到中层磁芯起始磁导率均值的80％、90％、50％和65％左右；由于接触表面层的微观形貌状况和成分偏析程度不同，因此经由以上几种承烧材料烧结的底层铁氧体磁芯μi～T特性也具有一定差别，ZrO2板承烧底层磁芯的μi值受温度变化的影响较大，ZnO板承烧底层磁芯的起始磁导率Ⅱ峰对应温度点Tsmp出现在较低的温度区域。对MnZn铁氧体材料磁导率温度稳定性的研究结果表明，材料体系的磁晶各向异性常数K1决定起始磁导率的Ⅱ峰位置，微观形貌对温度系数αμi有一定影响。增大主配方中Fe2O3和ZnO的含量能够使Ⅱ峰位置移向低温区域；添加TiO2也能获得相似的结果，其原因是Ti4+进入晶格结构取代Fe3+产生Fe2+，即2Fe3+→Fe2++Ti4+；对掺入Co2O3的情况，可以肯定其具有明显降低材料起始磁导率的作用，少量掺杂对磁导率Ⅱ峰位置的影响程度并不明显；致密烧结不能改变材料起始磁导率的Ⅱ峰位置，但对于在预烧料中添加小剂量Co2O3的情况，通过分段保温的致密化烧结方法可以在一定程度上改善材料的微观形貌，提高μi值，从而改变材料的温度系数αμi。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 引言  9-10
  1.2 高磁导率MnZn铁氧体研究和生产现状  10-13
    1.2.1 高磁导率MnZn铁氧体性能现状  10-11
    1.2.2 国内MnZn铁氧体材料行业现状  11-13
  1.3 课题的研究内容及意义  13-14
  1.4 论文的结构安排  14-15
第二章 MnZn铁氧体基础理论  15-32
  2.1 引言  15
  2.2 MnZn铁氧体的晶体结构和化学组成  15-18
    2.2.1 晶体结构  15-16
    2.2.2 晶体化学  16-17
    2.2.3 金属离子分布  17-18
  2.3 MnZn铁氧体的自发磁化理论  18-23
    2.3.1 饱和分子磁矩  18-21
    2.3.2 磁性来源——超交换作用理论  21-23
  2.4 MnZn铁氧体的技术磁化理论  23-26
    2.4.1 磁畴的起源  23-24
    2.4.2 磁畴和畴壁的结构  24-25
    2.4.3 技术磁化过程  25-26
  2.5 MnZn铁氧体温度特性参数  26-31
    2.5.1 起始磁导率μ_i  26-29
    2.5.2 居里温度T_c  29
    2.5.3 磁导率的温度稳定性  29-31
  2.6 小结  31-32
第三章 MnZn铁氧体制备工艺原理  32-51
  3.1 引言  32
  3.2 氧化物陶瓷工艺流程  32-50
    3.2.1 配方  33-35
    3.2.2 制粉  35-40
    3.2.3 掺杂  40-41
    3.2.4 成型  41
    3.2.5 气氛烧结  41-50
  3.3 小结  50-51
第四章 实验过程与数据分析  51-77
  4.1 引言  51
  4.2 承烧材料与铁氧体磁芯相互作用关系研究  51-65
    4.2.1 MnZn铁氧体材料主配方优化  51-54
    4.2.2 莫来石承烧材料与铁氧体磁芯相互作用关系研究  54-63
    4.2.3 不同承烧材料与铁氧体磁芯相互作用关系研究  63-65
  4.3 高磁导率MnZn铁氧体磁导率温度稳定性研究  65-77
    4.3.1 承烧材料对μ_i～T特性的影响  66-68
    4.3.2 Fe~(2+)含量对μ_i～T特性的影响  68-69
    4.3.3 Zn~(2+)含量对μ_i～T特性的影响  69-70
    4.3.4 Ti~(4+)含量对μ_i～T特性的影响  70-71
    4.3.5 Co~(3+)含量对μ_i～T特性的影响  71-72
    4.3.6 烧结工艺对μ_i～T特性的影响  72-77
第五章 结论  77-79
致谢  79-80
参考文献  80-83
在学期间的研究成果  83-84
个人简介  84

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 磁性材料、铁氧体 > 铁氧体、氧化物磁性材料
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