纳米镍锌铜铁氧体在仿生机器人伺服电机编码器线缆中的应用

介绍了纳米镍锌铜铁氧体在仿生机器人伺服电机编码器线缆中的应用。首先分析了仿生机器人在复杂环境中的工作要求,特别是对信号传输稳定性的高需求。针对传统线缆存在的问题,提出了基于纳米材料的新型线缆设计方案,并详细讨论了纳米镍锌铜铁氧体材料的优势及其在线缆中的应用效果。最后,通过对比实验验证了新设计线缆在电磁屏蔽效能、机械性能和耐久性方面的优异表现,展望了纳米技术在机器人领域的广阔应用前景。

镧掺杂镍锌铜铁氧体-聚苯胺复合材料的制备

采用凝胶法制备了Ni0.25Zn0.5Cu0.25LaxFe2-xO4(x=0、0.05、0.1、0.15、0.2)和Ni0.5-yZn0.5CuyLa0.05Fe1.95O4(y=0、0.05、0.1、0.15、0.2),分别在850℃、950℃和1050℃下煅烧得到铁氧体,再与苯胺进行复合制备出镧掺杂镍锌铜铁氧体-聚苯胺复合材料。通过X射线衍射、红外光谱和透射电镜对铁氧体和复合物的结构、形貌和粒径等进行分析,得出铁氧体为尖晶石,复合物形貌呈圆形颗粒状。煅烧温度为1050℃时的复合物粒径为66.7nm,煅烧温度低有利于聚苯胺包裹铁氧体,同时复合物磁性降低;煅烧温度高可以更好地减少杂质和中间体,且随着煅烧温度的升高制得的铁氧体颗粒也增大。随着镧掺杂量的增多,铁氧体的粒径先减小后增大再减小,随着铜的掺杂量的增多,颗粒粒径先减小再增大,表明镧和铜的掺杂影响铁氧体和复合物的性质。

XRF滤纸片法测定镍铜锌铁氧体材料的主量组分

利用XRF滤纸片法对镍铜锌铁氧体样品中的主量组分进行分析。从样品与标准样品的制备、标准曲线的建立和样品的测试进行了研究。结果表明，XRF滤纸片法测定镍铜锌铁氧体中的主量组分测试的相对标准偏差（n=7）在0．11％-0．40％之间；与化学分析方法测定值之间的绝对误差在-0．11％～0．10％之间。该测试方法操作简单，精密度高，结果准确。

Bi掺杂对Ni-Zn-Cu铁氧体的烧结与磁性能的影响

低温烧结软磁铁氧体是表面组装元件（ＳＭＤ）中的一类关键材料。本文对Ｂｉ掺杂的低温烧结Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ铁氧体从烧结性质、结构与相组成、显微形貌、磁结构和磁性质（磁导率、品质因数及频谱）方面进行了研究，在此基础上分析了Ｂｉ掺杂对材料形成过程和磁化机制的影响，发现Ｂｉ对材料磁性能的改进所起的作用主要产生于它对材料显微结构（晶粒、晶界和气孔）的调制。

多层复合BZN电介质/Ni-Zn-Cu铁氧体的共烧行为

由ＢＺＮ 介电陶瓷与Ｎｉ－ Ｚｎ － Ｃｕ 铁氧体构成多层复合体，借助ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＥＤＳ和ＴＭＡ等技术研究了共烧过程中两种材料界面的相互作用和共烧行为． 结果表明，共烧过程中界面元素扩散导致界面附近材料相结构和显微结构发生明显变化，两种材料烧成动力学失配造成共烧体中产生裂纹等缺陷．

高Mn含量对NiZnCu铁氧体性能的影响

研究了在（Ｎｉ０.2Ｃｕ0 .2Ｚｎ0 .６）１．０３（Ｆｅ2Ｏ３)0 ．９７＋０．９７ｘＭnO2(ｘ=０．１～０．５)中，随Ｍｎ含量的变化，磁性能的改变及与微观结构的关系．适量的Ｍｎ掺杂可以提高室温下铁氧体的起始磁导率，而Ｍｎ含量继续增加会促使第二相形成，使磁导率温度系数变大，出现类似铁电体的弛豫现象．

自蔓延高温反应合成NiCuZn铁氧体粉料的研究

以碳粉作为SHS反应的燃料合成(Ni0.2Cu0.2Zn0.6O)1.02(Fe2O3)0.98铁氧体粉料,通过XRD、SEM和VSM等检测手段,研究了C粉含量和氧气压力对NiCuZn铁氧体烧结样品的物相、形貌及磁性能的关系.研究表明,当氧气压力为0.2 MPa时,C质量分数为5%时,可获得铁氧体化较完全的铁氧体料粉,其饱和磁化强度为45.5 Am2/kg;随着C含量增加,产物中有ZnO相的出现,饱和磁化强度降低.当C质量分数为15%时,随着氧气压力的增大,铁氧体尖晶石相的衍射峰逐渐变锐,晶形转变趋于完整.

两步烧结法对Ni_(0.1)Mg_(0.1)Cu_(0.3)Zn_(0.5)Fe_2O_4铁氧体结构与性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了Ni0.1Mg0.1Cu0.3Zn0.5Fe2O4铁氧体,在650℃预烧结成铁氧体粉体,并压制成环状样品后,分别用一步烧结(TL=950℃、1050℃)和两步烧结工艺(TH=1050℃;△t=0、15、30、45min;TL=950℃)进行烧结,详细研究了一步烧结、两步烧结对铁氧体结构和性能的影响。发现两步烧结能够改善铁氧体的结构和性能,主要结果如下:(1)在TH=1050℃,△t=30min时的两步烧结过程中得到了所有烧结过程中密度最大且颗粒均匀并含有较少气孔的铁氧体;(2)在TH=1050℃,△t=15min时的两步烧结过程中得到了晶粒非常均匀,晶界良好的铁氧体,使饱和磁化强度较一步烧结提高了10emu/g以上;(3)在一步烧结中随着烧结温度的提高初始磁导率降低;在两步烧结中初始磁导率随着第一步烧结的保温时间△t增加而增加,并且均优于950℃的一步烧结的初始磁导率;(4)分析了两步烧结的作用机理,两步烧结的第1步烧结能够在烧结刚开始时促进坯体中颗粒的接触、键合、重排,使烧结可以在后续的低温第2步烧结中以合适的速率进行。

铁电/铁磁复合材料的磁性能和介电性能研究

铁电/铁磁复合材料是一类在材料内部同时共存铁电相和铁磁相的重要功能材料。在外加磁场和电场的作用下,其磁化和极化状态易于调控。笔者以铁电性的钛酸钡和铁磁性镍铜锌铁氧体纳米粉为原料,采用固相反应法,合成了一系列铁电/铁磁复合材料。研究表明:在一定温度下烧结所得的铁电/铁磁复合材料,由铁电相和铁磁相两相所组成,对外表现出铁电性和铁磁性。该复合材料同时具有电感和电容两种特性,而且频率稳定性好,有望替代现有的分立式无源滤波器,做到真正的集成而广泛应用在集成电路中。

用软化学过程制备高性能片式电感材料

通过软化学过程－凝胶自燃烧和柠檬酸络合法合成高活性铁氧体纳米微粉或先驱体，实现了无助烧剂 Ｎｉ－Ｚｎ—Ｃｕ铁氧体的低温烧结，解决了平面六角结构铁氧体的纯相合成和低温烧结技术难题，研制出两大类具有细晶显微结构特征的高磁导率低温烧结 Ｎｉ－Ｚｎ—Ｃｕ铁氧体和平面六角结构软磁铁氧体材料．

Me-NaHCO_3-NH_3-H_2O体系和Me-NaOH-NaHCO_3-H_2O体系的热力学分析

通过对Me(Fe2+,Ni2+,Cu2+,Zn2+)-NaHCO3-NH3-H2O体系以及Me-NaOH-NaHCO3-H2O体系的热力学分析,得到各金属离子总浓度cMe与pH值的关系,确定了2种体系的完全共沉淀区域。热力学分析结果表明:在Me-NaHCO3-NH3-H2O体系中,Ni2+,Cu2+,Zn2+这3种离子和氨的配位能力很强。当总碳的浓度cC=1mol.L-1且总氮的浓度cN=0.01mol.L-1时,在pH=7.5～11范围内可实现完全共沉淀;当cN=0.05mol.L-1且cC=3mol.L-1时,在pH=70.5时可实现完全沉淀,但共沉淀范围较窄,不利于铁氧体组分的精确控制。在Me-NaOH-NaHCO3-H2O体系中,共沉淀区域由cC决定,当cC=1mol.L-1,pH=7.5～11时可实现完全共沉淀。

PZTS-NiCuZn铁电-铁磁复合材料的电磁性能研究

首先用溶胶-凝胶法制得了Pb_(0.95)Sr_(0.05)(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3(PZTS)纳米粉料,然后采用固相反应法合成一系列PZTS-NiCuZn铁电-铁磁复合材料。研究了该复合材料的电磁性能。结果表明,在一定温度下烧结所得的复合材料,由铁电相和铁磁相组成,对外表现出铁电性和铁磁性,同时具有电感和电容两种特性,且频率稳定性好,有望成为用于制作叠层片式抗电磁干扰(EMI)滤波器的复合双性材料。

BNT-NiCuZn复合陶瓷磁电性能研究

采用传统电子陶瓷工艺,制备了xBi0.5Na0.5TiO3+(1-x)Ni0.2Cu0.2Zn0.62O(Fe2O3)0.98(BNT-NiCuZn)+3%Bi2O3(0≤x≤60%)复合陶瓷,研究了不同含量BNT对陶瓷微观结构、介电性能和磁性能的影响.X射线衍射结果表明:所有样品只有两相(BNT相和NiCuZn相)未发生明显的化学反应.随BNT含量的增加,介电常数增大,磁导率减小,40%BNT+60%NiCuZn+3%Bi2O3表现出优良的整体性能(εr=86.85,tanδε|1MHz=0.023,μr=33.8,tanδ|1MHz=0.18).预示这一材料可被广泛用于电感、电阻电容.

Zn-Ni-Cu铁氧体/聚邻甲氧基苯胺复合物的制备及电磁性能

用共沉淀法和溶液原位聚合法分别制备了锌镍铜铁氧体粉末(ZNCF)及其聚邻甲氧基苯胺(POMA)复合物.用粉末X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等分别表征了产物的结构、形貌、电磁性能.结果表明,ZNCF/POMA复合物的组分之间存在一定的相互作用;POMA对ZNCF粒子的包覆能起到调控样品电磁性能的作用,复合物的磁性能随POMA含量的增加而减小,而电导率则相反;与单一组分相比,POMA/ZNCF复合物表现出更优良的电磁波吸收性能,ωZNCF为20%的复合物的反射损耗峰值和有效带宽分别为-27.32 dB和8.81 GHz,峰值对应的共振频率为11.61 GHz,是颇具应用前景的电磁波吸收材料.

低温烧结NiCuZn铁氧体粉体的制备与磁性能

将化学共沉淀法制备的前驱体直接通入氧气,用氧化法合成NiCuZn铁氧体粉体。通过X射线衍射和扫描电镜分析样品的微观结构和形貌特征,并结合热重–差示扫描量热分析研究样品的晶化过程。用激光粒度仪测量样品的粒度分布曲线,用振动磁强计测量样品室温的磁滞回线,用精密阻抗分析仪测量样品的磁谱。结果表明:NiCuZn铁氧体样品平均晶粒尺寸约为14.9nm,平均颗粒尺寸约为2.37μm,磁化强度为11A.m2/kg。850℃烧结后的相对体积密度达到0.92,起始磁导率为25,截止频率超过110MHz。

化学共沉淀法制备NiCuZn铁氧体前驱体的热力学分析

对于用化学共沉淀法制备NiCuZn铁氧体前躯体,确定反应体系的共沉淀区域是确保铁氧体组分准确且性能优良的关键。通过对Me-NaOH-H_2O(Me=Fe,Ni,Cu,Zn)以及Me-NH_4HCO_3-NH_3-H_2O体系的热力学分析,得到各金属离子浓度[Me^(2+)]与pH值的关系,确定了体系的完全共沉淀区域。热力学分析表明:在Me-NaOH-H_2O体系中.当pH=10～11时,各金属离子可完全共沉淀。在Me-NH_4HCO_3-NH_3-H_2O体系中,Ni^(2+),Cu^(2+),Zn^(2+)这3种离子和NH_3的络合能力很强,在含有NH_3的体系中很难实现共沉淀。以NaOH为沉淀剂。pH=10.5的条件下,用氢氧化物共沉淀法制备出了颗粒细小,粒度均匀的NiCuZn铁氧体前驱体微粉。

以C为自蔓延高温合成燃料制备高磁导率NiCuZn铁氧体

以不同质量的C粉替代Fe粉作为合成燃料,通过自蔓延高温合成(SHS)反应制备NiCuZn铁氧体粉体,并将合成粉体压成环进行烧结。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、振动探针式磁强计和阻抗分析仪研究了C粉含量对NiCuZn铁氧体烧结样品的物相、形貌、密度及磁性能的影响。结果表明:相对于Fe粉,以C粉为SHS燃料合成NiCuZn铁氧体不会引入杂质;在C含量为5%时,获得NiCuZn铁氧体固相反应充分,具有单一的尖晶石相;其比饱和磁化强度为45.5A.m2/kg,比剩余磁化强度为12.1 A.m2/kg,矫顽力为13.1 A/m。975℃烧结2 h的样品在1 MHz频率下的磁导率高达5936。