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。

成分优化对软磁MnZn铁氧体的影响规律

采用“化学溶胶—喷雾干燥—煅烧”方法制备Mn_(0.5−y)Zn_(0.5)Fe_(2+y)O_(4)(y=0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.09)软磁MnZn铁氧体,利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和超导量子干涉磁测量系统等检测方法对其进行表征。研究结果表明:当y=0~0.07时,样品均只含有MnZn铁氧体单相;而当y=0.09时,将析出α-Fe_(2)O_(3)杂质相,此现象得到了XRD和Raman光谱结果验证。随着Fe含量的增加,平均晶粒度先减小再增大,当y=0.03时,平均晶粒度最小。样品中的Fe呈+3价,Zn呈+2价,而Mn则存在+2、+3和+4这3种价态,其中,当y=0.09时,样品中Fe^(3+)位于MnZn铁氧体和α-Fe_(2)O_(3)中的环境不同,其Fe2p_(3/2)峰存在结合能分别为710.09、711.16和713.71 eV的3个子峰。样品中Mn^(2+)的含量先增加再减少,在y=0.07时最大。所有样品均呈细小颗粒组成的空心球壳形貌,几乎不存在非空心球壳粉末形貌,且元素均匀化分布。当y=0~0.09时,比饱和磁化强度(M_(s))为41.15~54.58 A·m^(2)/kg,剩磁(M_(r))为0.91~6.50 mA/m,矫顽力(H_(c))为2242.4~8917.6 A/m,矩形比(M_(r)/M_(s))为0.02~0.12。其中,当Fe过量时,M_(s)呈先增大再减小的趋势;当y=0.07时,MnZn铁氧体的综合特性最优。

环境温度-湿度对NiCuZn软磁铁氧体型高频电流传感器性能的影响研究

高频电流法是检测电力电缆局部放电的重要手段,依据高频电流传感器磁芯的传输阻抗值可以判断局部放电是否发生以及局部放电的位置。电力电缆的服役环境较为复杂,环境温度和湿度变化较大,对磁芯的传输阻抗有很大的影响。目前,关于温度-湿度对磁芯性能的影响研究还未见报道。有鉴于此,基于固相反应法制备NiCuZn软磁铁氧体型高频电流传感器磁芯,测试起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率,重点研究不同温度和湿度下,NiCuZn软磁铁氧体传输阻抗的变化规律,测试温度循环变化下磁芯的传输阻抗值变化,并利用能谱仪(EDS)对实验后的磁芯主要化学成分进行表征,分析相关机理。实验结果表明:环境温度和湿度对铁氧体材料的性能影响非常显著,尤其当频率在60~100 MHz之间时,传输阻抗值最多降低约92%。

软磁铁氧体国际标准化组织简介

电子信息产业的高速发展促进了软磁铁氧体产业的发展,使软磁铁氧体材料及元器件品种不断增多,相关技术持续进步,向高精尖领域发展的需求越来越强烈。在这一发展过程中,国际标准的作用不可小觑,而了解国际标准化组织相关信息是开展国际标准化工作的基础。对软磁铁氧体领域国际标准化组织的相关情况进行了系统的梳理和分析,以期为行业内企业提供参考。

原料粉体粒径对NiCuZn软磁铁氧体微观结构和磁性能的影响

通过改变二次球磨时间(1~6 h)调控原料粉体粒径,采用固相烧结法制备NiCuZn软磁铁氧体,研究了原料粉体粒径对软磁铁氧体微观结构和磁性能的影响。结果表明:粉体粒径随着二次球磨时间的延长而减小,尺寸分布逐渐集中;制备的软磁铁氧体晶粒尺寸的均匀性先变好后变差,晶界先变清晰后变模糊;随着粉体粒径的减小,NiCuZn软磁铁氧体的起始磁导率、饱和磁感应强度、相对密度及电阻率均先增大后减小,功率损耗先减小后增大;当二次球磨时间为3 h时,粉体粒径主要集中在2.5~3.5μm,平均粒径为3.237μm,烧结制备的软磁铁氧体的晶界较为清晰,晶粒尺寸均匀,起始磁导率、饱和磁感应强度最大,分别为1385 H·m^(-1)和360 mT,功率损耗最小,为284 kW·m^(-3)。

微波烧结Ni-Zn铁氧体软磁材料的初步研究

采用微波高温烧结炉对Ni-Zn铁氧体软磁材料进行公斤级烧结工艺研究。结果表明,运用微波烧结可以实现Ni-Zn铁氧体材料烧结过程中的快速升温,短时保温,不仅大大降低能源消耗,缩短工艺周期,而且提高了Ni-Zn铁氧体软磁材料物理及机械性能。

软磁材料锰锌铁氧体共沉粉料的研制

本文研究了碳酸盐—氢氧化物法共同沉淀Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋、Ｚｎ２＋时，反应最终ｐＨ值、沉淀温度、加料方式、加料速度及搅拌强度等因素对恒定共沉粉Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ及ＺｎＯｍｏｌ％组成、粒度和颗粒形状的影响，并进一步考查了共沉粉组成与软磁材料性能的关系。在研究基础上确定生产高频低功耗锰锌铁氧体材料Ｈ７２４（ＰＣ４０）和高磁导率锰锌铁氧体材料Ｈ５Ｃ２（μｉ＝１００００±３０％）共沉粉合成的最宜条件。

Ni-Zn铁氧体纳米晶的机械化学合成

以α－Fe2O3、ZnO及NiO粉体为原料，在高能球磨的作用下，通过机械化学反应合成了Ni－Zn铁氧体纳米晶．用XRD、TEM及Mossbauer谱学方法对样品进行了表征．结果表明，球磨所得纳米晶的晶粒尺寸为5～20nm，表现为超顺磁性．经800℃热处理后，晶粒长大到约50nm；表现为亚铁磁性．

铝电解惰性阳极用Ni-Zn铁氧体的固态合成

采用固态合成法分别在惰性气氛和空气下 ,制备不同成分的Ni(1-x) ZnxFe2 O4 铁氧体尖晶石。对反应产物的物相、粒度和形貌的检测表明 :在Ar气保护下煅烧主要发生氧化物的离解反应 ,反应物无法得到目标物相 ;采用反应烧结法制备铝电解金属陶瓷惰性阳极时 ,须保持一定的氧分压 ,以避免金属氧化物的离解和金属相的氧化 ;在空气中 ,通过固态反应可制备出理想的铝电解惰性阳极用Ni(1-x) ZnxFe2 O4 尖晶石 ,其粒度细 ,且符合标准正态分布 ,烧结温度低 ,在 115 0℃下保温 6h即实现完全反应。

Co_2Z型高频软磁铁氧体材料的研究进展

综述了近年来高频用软磁铁氧体材料Co2Z的研究进展,着重探讨了低温烧结和掺杂改性,并指出经过掺杂改性后的可低温烧结软磁铁氧体材料Co2Z在制造高频多层片式电感(MLCI)与吉赫兹频段抗电磁干扰元件(EMI)中具有很好的应用前景。

微乳液法制备几种纳米软磁铁氧体粉体及磁性能研究

采用水/Triton X-100/环己烷/正己醇微乳体系制备了尖晶石型NiFe2O4、Ni0.5Zn0.5Fe2O4、MnFe2O4、Mn0.5Zn0.5Fe2O4纳米粉体,利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、Zeta电位仪、振动样品磁强计（VSM）等对纳米粉体的结构和磁性能进行表征。研究结果表明：微乳液法制备的纳米软磁铁氧体晶粒结构完整、粒径细小且分布均匀（粒径范围在30-80 nm）,合适的煅烧温度为500℃;在室温下对制备的几种软磁铁氧体进行磁性能测定发现,与其他制备方法相比,采用微乳液法制备的纳米软磁铁氧体的比饱和磁化强度较高,比剩余磁化强度、矫顽力较低,软磁性性能较佳。

Cu、Zn掺杂对Co_2Y软磁铁氧体性能的影响

介绍了通过掺杂 Cu、Zn离子对 Co2 Y(Ba2 Co2 Fe1 2 O2 2 )型平面六角结构软磁铁氧体的成相及其性能的影响。采用传统的固相反应法制备样品 ,Ba2 Co1 .2 - x Znx Cu0 .8Fe1 2 O2 2 (x=0～ 1.2 )的合成温度低 ,成相温度范围比较宽 ,易于成相。在甚高频段 ,对 Ba2 Co1 .2 - x Znx Cu0 .8Fe1 2 O2 2 的磁性能。

自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体中Zn挥发的研究

研究了在用不同方法 (SHS方法和传统固相反应法 )制备Ni Zn软磁铁氧体粉体的过程中 ,Zn挥发量的变化。采用能谱分析 (EDAX)和火焰原子吸收光谱法分别对两种方法的产物的Zn挥发量进行测定 ,结果表明 ,以SHS方法合成Ni Zn铁氧体粉体可以有效地抑制Zn的挥发 ,确保材料配比的准确性 。

“直接-共沉法”生产低功耗锰锌软磁铁氧体粉料

成功地进行了年产 5 0 0t高性能锰锌软磁铁氧体粉料的“直接 共沉法”工业性试验。以铁屑、软锰矿、氧化锌烟灰为原料 ,经浸出、初步净化、深度净化、配液和共沉淀、干燥、预烧等加工过程制取了低功耗锰锌软磁铁氧体粉料。铁、锰、锌的总回收率 ( % )分别为 :Fe 93 .2 7;Mn 93 .3 5 ;Zn 84.0 1。共沉粉杂质元素含量低 ,特别是硅的含量小于 0 .0 0 5 0 %。以共沉粉大批量制备的软磁铁氧体粉料的磁性能全部达到PC3 0标准 ,部分符合PC40要求。“直接 共沉法”生产铁氧体粉料具有产品质量较高 ,生产成本低 ,无环境污染 。

尖晶石型软磁铁氧体纳米材料的制备研究进展

介绍了软磁铁氧体纳米材料的特性,综述了近年来具有尖晶石结构的软磁铁氧体纳米材料的制备方法。其中包括:化学共沉淀法,水热法,溶胶-凝胶法,喷雾热解法,微乳液法,相转化法,超临界法,冲击波合成法,微波场下湿法合成,爆炸法,高能球磨法,自蔓延高温合成法等。详细介绍了各种制备方法的特点,研究进展及其发展趋势。

软磁铁氧体材料

总结了近几十年来软磁铁氧体材料的发展过程,评述了国内软磁铁氧体材料及器件的发展现状、应用和市场,并对其中的锰锌系和镍锌系两大类型的软磁铁氧体材料做了重点介绍,指出了在其广泛的应用领域内,软磁铁氧体将进一步向高频、高磁导率和低损耗方向发展,以适应由新科技新设备的不断推出所带来的其产品如电感、线圈等器件向小型化片式化的发展要求。

直接法制取低功耗软磁铁氧体扩大试验研究

以铁屑、软锰矿和锌烟灰为原料,进行了10kg/次规模的直接法制取低功耗软磁共沉粉的实验室扩大试验。试验结果表明,共沉粉杂质元素含量低,配比准确,活性好。以本法制备的共沉粉为原料进行的单槽和多槽混合共沉粉的铁氧体工艺试验结果表明,由"直接法"所得共沉淀粉,经铁氧体工艺制备的锰锌软磁铁氧体产品的质量完全达到日本TDK公司的PC30、接近PC40指标,而且所有磁性能指标均超过国内某公司同类产品。

软磁MnZn铁氧体粉料可连续化生产新工艺

对反应温度、氨水加入量、陈化时间和加料速度对并加工艺沉淀过滤性能的影响进行实验研究，得出适宜的工艺条件为：反应温度５５℃，氨水按［ＮＨ４ＨＣＯ３］／［ＮＨ３·Ｈ２Ｏ］＝２．０５～２．１０比例加入，陈化时间为５５℃下２ｈ，加料速度以加料过程中反应体系的温度大于４０℃为标准．实验结果表明，与反加工艺相比，井加工艺沉淀的过滤性能大幅度提高，沉淀剂消耗量降低，并适于连续化工业生产．给出连续化工业生产的参考流程．研究表明，无论产品质量、成本．还是生产规模，并加工艺都优于反加工艺．

Zn^(2+)含量对纳米Ni-Zn铁氧体结构和磁性能的影响

采用喷射-沉淀法成功地制备了纳米晶Ni1-xZnxFe2O4(0≤x≤1.0)铁氧体粉料。通过TG-DSC,XRD,TEM等测试手段分析了其微观结构和形貌,用振动样品磁强计测量其室温下磁性能。结果表明:喷射-共沉淀法制备的粉料颗粒细小均匀、形状完整。600℃下煅烧1.5h,样品晶粒尺寸为30nm左右,平均颗粒尺寸小于100nm。随着Zn2+含量的增加,Ni-Zn铁氧体的晶胞参数逐渐增大。室温下,样品比饱和磁化强度随Zn2+含量增加而增加,当x=0.5mol时,最大比饱和磁化强度Ms为66.8A.m2.kg-1。

Ni-Zn铁氧体的制备及其电磁性能

采用氧化物法工艺制备了NixZn1-xFe2O4(x=0.3,0.4,0.5,0.6,0.7)多晶铁氧体,探讨研究了其结构、电学性能和磁学性能。样品的相结构和电磁性能分别采用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、阻抗分析仪等进行表征。研究结果表明:随着Ni2+离子含量的增加,样品的饱和磁化强度逐渐增大,而样品的晶格常数和介电常数值却逐渐减小。Ni0.7Zn0.3Fe2O4烧结铁氧体样品的介电损耗角正切表现出了正常的介电行为,其它的NixZn1-xFe2O4烧结铁氧体样品均有峰值出现,表现出了异常的介电行为。