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猛锌软磁铁氧体
III
材料的制备及应用
目 录
一、 MnZn铁氧体的理论基础
二、 MnZn铁氧体的粉料制备
三、 MnZn铁氧体的性能分析
四、 MnZn铁氧体的应用
第一部分理论基础
第一部分理论基础
v (12x1/4+1)x8 = 32
v (12x1/4+1)x8 = 32
i.iMnZn铁氧体的晶体结构及离子分布
1)MnZn铁氧体的晶体结构
,o氧离子
(6xl/2+8xl/8)x8-32
O A位 8X8 = 64
氧离子血,心立方结构示意图
2) MnZn铁氧体屮的金属离子分布
(M,「Fe凄+) [M#FeMx]。4
我们假设x(xVi)份的锌铁氧体与(i?x)份的f孟锌铁氧体固熔,即有:
(Zn2+)[FeF]O4
卜) 1-x (Mn*+ Fe;丄)[M n 厶 Fe 朱]。4
(Zn^Mn 洛 x)*e 洛泌-饥则眾二 x)(i?Fe 艾+(1 吹1+8)]。4
第不
第不J分理论基础
一 1 — — ■ ■ ■ ■厂
1. 2 MnZn铁氧体的自发磁化理论
⑴亚铁磁性的奈耳分子场理论
奈耳把尖晶石结构抽象成两种次晶格,即A位和B位,并认为A位 和B位之间的相互作用是主要的相互作用,并且具有相当大的负值。 绝对零度时,这种相互作用导致磁矩按如下方式取向:A位所有离 子磁矩都平行排列,其磁矩为Ma; B位所有离子磁矩都平行排列, 其磁矩为Mb。Ma和虬取向相反,但数量不相等。观察到的自发磁 化强度等于两者之差值丨Ma?Mb I。
第一部分理论基础
第一部分理论基础
(2)MnZn铁氧体的分子饱和磁矩
次晶格 A位 B位 氧离了
离 K分布式(ZiHx,NIn2-(].x)8,屈3-(1.X)(1.8))[NIn*(i.x)(i.8), Fe3*2x-(i-x)(H6)]4O2- 磁矩方向 _ _ 一 一
离子磁矩取向-(1 -x)SAf1 -x)( 1 -8) A/Fc3+ (1-x)(1-5) MMn2++2x+(l-x)(l+8) M^+
分子磁矩 77B=(1-x)(1-8) M心2+十(2x+(1.x)(1+8))〃氏3七(1?x)8處品+.(1.x)(1.8) M^+
=(l-x)(l-25) WNln^+(2x+(l-x)25) MTe^
=5(1 十 x)“b
(3)MnZn铁氧体的超交换作用
三种类型的超交换作用的强弱取决于两个主要因素:
两离子间的距离,以及金属离子之间通过氧离子所组成的键角;
金属离子3d电子数目及其轨道组态。
(4)MnZn铁氧体的居里温度
对于MnZn铁氧体而言,不仅Zn2+离子含量影响居里 温度,Fe,+离子含量也可以影响居里温度。Fe,+离子 的加入,增加了A位上磁性离子数目,使得A?B交换 作用增强将会导致居里温度的升高MnZn铁氧体的 居里温度符合经验公式:
7;=12.8x(x?2z/3)?354
式中,x表示100 mol铁氧体中FeQ,的摩尔数,z表示100 mol铁氧体 中ZnO的摩尔数。
第二部分粉料制备
■— 一 ——
MnZn铁氧体工艺流程
一造球
—
配料
.红振
预烧
*
1
砂磨
先行试验
*
黑振
?
.
W
,
喷雾造粒
成品检验
包装
第二部分粉料制备
第二部分粉料制备
镒锌铁氧体常用添加剂
组
代表性化合物
作用效果
备注
1
CaO, SiO?
形成晶界高电阻层
促进烧结
用于高性能铁级体的制造中,效果
显著
2
V2O5? BiQs,1山。3
促进晶粒生长
用于需要较大晶粒、要求高磁导率
的材料
3
Ta?O:, ZrO、
抑制晶粒生长
用于篇要较小晶粒、要求低损耗
的料材
4
Bq, P2O5
微量添加即能明显促进
晶粒生长:降低电阻率
即使添加50X10-6左右,也有
明显效果
5
M0O5, Na2O
抑制第4组的效果
与第4组相互配合添加
6
S11O2,TiO?, CtiO,,
CoO. AbOjt Mg,
NiO, CuO
置换主成分,固溶于尖晶
石晶格中
添加的目的是有选择地控制饱
和磁通密度、居里温度、温度特性、
热膨胀系数等
粉料物理特性
粉料 物理特性
Powde Characteris tics
参数
Parameter
规格
Spec.
含水率
Moisture %
0.15-0. 40
松装密度
Gianule bulk density g/cm5
1.25-1. 15
安息角 slope angle
32c
第三部分粉料检测
成型一烧结一检测
成型:0.
成型:
0. 3%的硬脂酸锌
压力IT/cm2
第三部分粉料检测
第三部分粉料检测
烧结
MnZn铁氧体烧结过程中的化学变化
(1)MnZn铁氧体的平衡气氛
平衡氧分压的控制,一般按下式设定:
log(P°2)= a-
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