Ni-Zn软磁铁氧体材料成分配方的研究进展

本文主要阐述了Ni-Zn软磁铁氧体材料的发展和研究现状。介绍了主成分配方、非磁性氧化物和稀土氧化物掺杂对Ni-Zn软磁铁氧体磁性能的影响,有效控制微观结构和物理性能,能够得到高磁性能的铁氧体。根据目前的发展现状,指出了Ni-Zn软磁铁氧体材料将来的研究方向。

Ni-Zn铁氧体粉体的水热法制备与磁性研究

采用水热法合成Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体，并用XRD、TEM和VSM对粉体进行表征。实验结果表明：在pH=8时，130℃反应1h才生成比较完整的Ni0.5Zn0.5Fe2O4尖晶石型晶体；温度高和反应时间长有利于得到晶型结构好的粉体；粉体颗粒均匀呈球形，粒子尺寸随反应时间的延长和温度的升高而增大。130—200℃水热反应过程的晶粒生长活化能为41．6kJ／mol。磁性测量表明采用不同温度热处理的Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体，随热处理温度升高，饱和磁化强度增加，矫顽力下降。

Zn_(0.4)Ni_(0.6)Cr_(0.5)La_xFe_(1.5)-_xO_4铁氧体纳米粉晶的制备及磁性

用柠檬酸盐前驱物-溶胶凝胶法制备了Zn0.4Ni0.6Cr0.5LaxFe1.5-xO4(x=0～0.10)纳米粉晶.用DSC-TG分析了前驱物转变为粉晶的热分解过程,通过粉末X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等表征了产物的结构、形貌和磁性能.结果表明,不同温度和不同的La掺杂量对样品的晶粒尺寸、晶胞参数和形貌均产生了明显的影响,且通过改变La含量能起到调控样品磁性能的作用.

Ni_(1-X)Zn_XFe_2O_4铁氧体纳米粉末在GHz波段的吸波性能

利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧反应制备了Ni1-XZnXFe2O4（x=0.5,0.65和0.8）铁氧体纳米粉末,将粉末分别在室温、550、800和1050℃下退火2小时,研究了退火样品的晶体结构及其在0.1-1.5GHz波段的电磁性质。实验表明,选择合适的退火温度和适当的Zn2＋掺杂量有助于提高纳米Ni-Zn铁氧体粉末的复介电常数和复磁导率,改善其阻抗匹配性,提高其吸波性能;而随着退火温度的升高,Zn2＋掺杂量过多的样品的介电损耗虽略有增加,但磁损耗却随之减小,且试样的饱和磁化强度、剩磁及矫顽力均大幅下降。

Cu含量对Ni-Cu-Zn铁氧体烧结性能的影响

采用微波水热法制备了一系列的Ni0.5-xCuxZn0.30Fe2O4（x=0．05，0．10，0．15，0．20）铁氧体粉末，并用该纳米粉在900。C／4h下，低温烧结形成致密的陶瓷体。研究了Cu对Ni—Cu-Zn铁氧体的成相，致密化过程及Cu含量对样品显微结构和电磁性能的影响。研究表明，当Cu含量的摩尔比在0．05～0．20内，Cu通过占据不同的离子空位影响晶胞参数的大小；Cu可以增加样品的烧结密度，并改善样品的微观结构和电磁性能。当Cu含量为0．20时，样品的晶粒尺寸大而均匀，初始磁导率、电阻率和品质因子（Q）比其他掺量的高。

应用于近场通信的高磁导率NiCuZn铁氧体材料

针对近场通信(NFC)应用,通过改变材料中的Bi2O3含量和二磨后粉体活性,开发了一种高性能的Ni Cu Zn铁氧体材料。使用流延法制备长宽为125×125mm、厚度为100μm的铁氧体薄片。观察、测试了铁氧体材料的微观形貌、磁导率频谱以及铁氧体薄片的可读写距离。结果表明,铁氧体薄片的使用性能与铁氧体材料在13.56MHz时磁导率实部μ'、虚部μ"的值有关。通过改变材料中Bi2O3含量以及二磨后粉体活性,可获得致密度高、晶粒细小均匀,低频下μ'较高、μ"较低的铁氧体材料。在13.56MHz时磁导率实部μ'高于150,虚部μ"低于5。插入该铁氧体薄片后RFID天线紧贴金属的情况下可读写距离可以恢复到原始读写距离的80%。

Ld_2O_3掺杂对Ni-Zn铁氧体/泡沫铝复合材料吸波性能的影响

为了研究掺杂Ld2O3对Ni—Zn铁氧体／泡沫铝材料吸波性能的影响，在泡沫铝表面涂覆了单一Ni—Zn铁氧体和掺杂不同质量分数的Ld2O3的Ni—Zn铁氧体复合粉，利用GJB2038--94“雷达吸波材料反射率测试方法”中的雷达截面（RCS）法对材料微波反射率进行了测量，扫描电镜（SEM）对吸波剂的形貌进行了分析．结果表明，在12～18GHz频段内，涂覆添加Ld2O3后泡沫铝复合材料的吸波性能优于涂覆单一的Ni—Zn铁氧体．在26．5～40．0GHz频段内，Ld2O3质量分数为1％的泡沫铝复合材料吸波性能最好，当其质量分数大于1％时，材料吸波性能降低．因此，在泡沫铝合金表面涂覆适当比例的Ni—Zn铁氧体与Ld2O3复合粉，可以进一步改善材料的吸波性能．

片式抗电磁干扰滤波器Ni-Zn铁氧体材料与工艺研究

通过添加适量CuO和Bi2O3,将Ni-Zn铁氧体材料的烧结温度降至870～920℃,达到Ni-Zn铁氧体材料与Ag电极共烧匹配的目的.试制了片式抗电磁干扰滤波器,并对其插入损耗特性进行了计算机模拟,表明所研制的抗电磁干扰滤波器不仅适合高密度表面封装技术的要求,也可满足宽频域抗电磁干扰需要.

自反应淬熄法制备Zn-Ti钡铁氧体空心陶瓷微珠及其超声化学镀Ni-Co合金后的吸波性能

通过自反应淬熄法制备Zn—Ti钡铁氧体空心陶瓷微珠吸波材料，再超声波化学镀Ni-Co合金，制成了具有核／壳／腔结构的吸波材料，以进一步提高陶瓷微珠的吸波性能；采用SEM、EDS和XRD法分析了其形貌及结构，并应用Aglient网络矢量仪和85055APC-7mm同轴空气线测试了其吸波性能。结果显示，空心陶瓷微珠具有中空的球形结构，主要物相BaZnTiFe10O19为一种M型钡铁氧体，表面化学镀Ni—Co合金层后吸波性能得到了提高，在2—18GHz范围内，厚度为2．71mm，吸波最低反射率达到了-21．38dB，反射率小于-10dB的带宽为3．51GHz，带宽增宽。

(1-x)(Ni_(0.4)Zn_(0.6))Fe_2O_4+x(Ni_(0.8)Zn_(0.2))O铁氧体的微观结构与电磁特性

对 ( 1 - x) ( Ni0 .4 Zn0 .6) Fe2 O4 + x( Ni0 .8Zn0 .2 ) O铁氧体的 X射线衍射、体积密度、直流体电阻率、磁导率温度谱和频率谱等测试数据进行比较分析发现 :当 x≤ 0 .0 5时 ,铁氧体为单纯的尖晶石相 ,尖晶石晶格中少量氧缺位存在有利于促进晶粒的生长 ,提高铁氧体初始磁导率和致密度 ;当 x>0 .0 5时 ,铁氧体为尖晶石和石盐石两相复合体 ,非磁性石盐石相 ( Niy Zn1- y)O( y<0 .8)在晶界处的存在极大地减缓了晶粒的生长速度 ,促进了晶粒细化 。

Mn对Ni-Cu-Zn铁氧体性能的影响研究

采用微波水热法制备(Ni0.30Cu0.20Zn0.50)Fe2O4.xMnO(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)粉末,压制成型,在900℃下,烧结4 h形成了致密的陶瓷体。研究了Mn对铁氧体的相结构、显微结构和电磁性能的影响。结果表明:掺Mn可影响Ni-Cu-Zn铁氧体的晶胞参数,有利于提高烧结密度,改善微观结构和电磁性能。

Ni-Zn铁氧体的结构和电磁性能的Nd^(3+)掺杂效应

采用固相反应法制备Ni0.5Zn0.5Nd x Fe2-x O4铁氧体,通过X射线衍射仪(XRD)、阻抗分析仪和振动样品磁强计(VSM)对样品的物相、结构和电磁性能进行表征,讨论了Ni0.5Zn0.5Nd x Fe2-x O4(x=0.002~0.010)铁氧体的结构和电磁性能。结果表明:Nd3+掺杂量x>0.008时,样品中出现了杂相NdFeO3;随着Nd3+掺杂量的增加,晶格常数呈现先增大后不变,而密度、介电常数和介电损耗角正切呈现先增大后减小(x=0.008时出现最大值),但饱和磁化强度呈现逐渐减小(x=0.010时有最小值71.22 emu/g);并且所有样品的介电损耗角正切均出现峰值,表现异常的介电行为。

Cu含量对Ni-Cu-Zn铁氧体烧结体微观结构和性能的影响

采用微波水热法制备了一系列的Ni0.5-XCuxZn0.50Fe2O4(x=0．05,0．10,0．15,0．20)铁氧体粉末,并用该纳米粉在910℃／4 h下,低温烧结形成了致密的陶瓷体。用XRD、SEM对烧结体的相结构和显微结构进行了研究,采用M155振动样品磁强计测试了烧结体的饱和磁化强度。研究表明,当Cu含量在0．05～0．20的范围内,Cu2+通过占据不同的离子空位,影响晶胞参数的大小;随着Cu含量的增加,烧结体的密度、晶粒尺寸、饱和磁化强度都有增长的趋势。

纳米NiZn铁氧体表面包覆实验

利用氧化-还原包覆法对Ni0.5Zn0.5Fe2O4进行了表面金属包覆,包覆了韧性和延展性都很好的金属铜壳层.利用振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)和扫描电镜(SEM)对包覆样品进行了分析表征.结果表明铁氧体外层包覆了一定厚度的铜壳,包覆成功.

用旋转喷镀法制备Ni-Zn-Co铁氧体薄膜

用旋转喷镀法制备Ni–Zn–Co铁氧体薄膜。通过FeCl2+NiCl2+ZnCl2+CoCl2组成的还原液和CH3COONH4+NH3H2O+NaNO2组成的氧化液不断地向转盘上的玻璃基片喷镀,在90℃下反应制备了厚度1–2μm的Ni–Zn–Co铁氧体薄膜。利用X射线衍射(XRD)确定样品的物相,用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了薄膜的形貌,用振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪测量了薄膜的磁性能。

Mn掺杂对Ni-Cu-Zn铁氧体烧结的影响研究

采用微波水热法制备（Ni0．30Cu0．20Zn0．50）Fe2O4·xMnO（x=0，0．1，0．2，0．3，0．4）铁氧体粉末，压制成型，在750℃、850℃、900℃下，烧结形成致密的陶瓷体。用XRD、SEM对烧结体的相结构和显微结构进行了研究。结果表明：掺Mn有利于提高Ni—Cu—Zn铁氧体烧结密度，改善微观结构。

Bi_2O_3掺杂对Ni_(0.6)Cu_(0.05)Zn_(0.35)Fe_2O_4铁氧体材料旋磁性能的影响

采用氧化物法制备了Ni0.6Cu0.05Zn0.35Fe2O4材料。研究了Bi2O3掺杂对NiCuZn铁氧体材料旋磁性能的影响。用XRD和SEM研究样品的晶体结构及微观形貌。结果表明,掺入3wt%的Bi2O3可以将材料的烧结温度降低到900℃,其Ms=320 kA/m、△H=13.68kA/m、tgδε=7.42×10-4。

Ni_(0.5)Zn_(0.5)La_(0.05)Fe_(1.95)O_4铁氧体的制备与吸波性能研究

采用高分子凝胶法制备了Ni0.5Zn0.5La0.05Fe1.95O4铁氧体。当煅烧温度为600℃时,立方晶系尖晶石结构的Ni0.5Zn0.5La0.05Fe1.95O4相初步形成。掺杂稀土La后,Ni0.5Zn0.5La0.05Fe1.95O4铁氧体的吸波性能显著提高,吸收峰向高频移动,其电磁波反射率小于-10 dB的频宽可达2.7 GHz,最小反射率为-15.6 dB。

Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4铁氧体纳米晶与微米晶300MHz～2GHz的磁导率比较

用水热法制备了平均晶粒尺寸为40 nm的Ni0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体八面体颗粒,同时采用溶胶-凝胶高温烧结法合成Ni0.6Zn0.4Fe2O4微米晶颗粒。用矢量网络分析仪测试了铁氧体/石蜡混合材料在300MHz^2GHz频段的复磁导率和复介电常数。实验结果表明Ni0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体纳米晶粒样品与微米晶样品相比具有更高的磁导率(实部r在3.3～1.65之间,磁导率虚部r在1.1左右)、更大的磁损耗以及更优异的微波吸收特性。

CaSO_4对Ni-Zn铁氧体磁性能的影响

采用固相反应法制备了添加CaSO_4(0wt%,1wt%,2wt%,5wt%)的Ni-Zn铁氧体样品。通过B-H/μ分析仪(SY-8258)分别测试了不同磁通密度Bm条件下的样品的功率损耗Pcv随CaSO_4添加量的变化关系,以及不同CaSO_4添加量样品的功率损耗Pcv随频率f的变化关系。实验表明,在不同Bm的条件下,当CaSO_4的添加量为1wt%时,样品的功率损耗Pcv始终是最低的。与此同时,测试了不同磁通密度Bm条件下,Ni-Zn铁氧体的磁导率μa随CaSO_4添加量的变化关系。实验表明,Ni-Zn铁氧体的磁导率μa随CaSO_4添加量的增加而逐渐下降。