本文選題：錳鋅鐵氧體 + 電磁加熱��； 參考：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：電磁爐是通過(guò)電磁感應(yīng)進(jìn)行加熱的一種新型灶具,與傳統(tǒng)灶具相比,電磁爐具有熱效率高、加熱快、環(huán)境友好、安全可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的日益突出,人們對(duì)電磁爐的能效提出了更高的要求。錳鋅鐵氧體具有高的磁導(dǎo)率、高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低的損耗等優(yōu)良的軟磁性能和較高的性價(jià)比,在家電、通信、計(jì)算機(jī)等電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。目前,在電磁爐中普遍使用其作為電磁加熱線圈盤(pán)的磁條材料。然而,實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),不同類型的錳鋅鐵氧體磁條對(duì)電磁爐的能效有重要影響。本文研究了電磁加熱對(duì)錳鋅鐵氧體的應(yīng)用要求,并以工業(yè)預(yù)燒料為原料,采用陶瓷工藝制備了錳鋅鐵氧體磁環(huán),研究了燒結(jié)工藝和稀土離子摻雜對(duì)錳鋅鐵氧體結(jié)構(gòu)和性能的影響。首先,通過(guò)掃描電鏡(SEM)、X-射線衍射(XRD)、綜合物性測(cè)量系統(tǒng)(PPMS)、軟磁測(cè)量裝置(MATS-2010SA、MATS-2010SD),分析并對(duì)比了電磁爐廠商使用的不同類型錳鋅鐵氧體磁條材料在化學(xué)成分、顯微結(jié)構(gòu)和磁性能上的差異,從材料學(xué)的角度揭示了電磁爐能效出現(xiàn)波動(dòng)的原因。研究結(jié)果表明,不同供應(yīng)商、不同類型的錳鋅鐵氧體磁條在化學(xué)成分、微觀形貌和磁性能上差別較大。不同磁條的Mn與Zn的原子比處在1.21~3.90之間,在二次料生產(chǎn)的磁條中添加了較多的Ca、Si等元素。一次料制備的錳鋅鐵氧體磁條材料晶粒大小均勻、氣孔率低,磁性能明顯優(yōu)于二次料磁條,而一次料磁條之間差別不明顯。不同磁條的化學(xué)成分和顯微結(jié)構(gòu)上的差別導(dǎo)致性能出現(xiàn)波動(dòng),從而對(duì)電磁爐能效造成影響。其次,研究了磁條的各項(xiàng)磁性能與電磁爐能效之間的關(guān)系,并對(duì)電磁爐應(yīng)用的錳鋅鐵氧體在20~100kHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行了損耗分離研究。研究結(jié)果表明,電磁爐的能效與磁條的磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)(磁化)強(qiáng)度成正比,與磁損耗、矯頑力、剩磁成反比,與居里溫度關(guān)系不大,影響電磁爐能效最重要的磁性能為磁導(dǎo)率、磁損耗和矯頑力。在100kHz以下,錳鋅鐵氧體的功率損耗以磁滯損耗和渦流損耗為主,剩余損耗可忽略不計(jì)。在電磁爐的應(yīng)用頻率范圍內(nèi),磁滯損耗所占比例超過(guò)70%,且隨著頻率的降低,磁滯損耗所占比例增大。最后,利用工業(yè)預(yù)燒料為原料,采用陶瓷工藝制備了錳鋅鐵氧體磁環(huán)。研究了燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間以及Sm_2O_3、Gd_2O_3摻雜對(duì)錳鋅鐵氧體的物相組成、微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。研究結(jié)果表明,燒結(jié)溫度較低時(shí),錳鋅鐵氧體除尖晶石相外還含有Fe_2O_3相,且隨著燒結(jié)溫度的升高,Fe_2O_3相逐漸減少。隨著燒結(jié)溫度的升高,錳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率升高,損耗和矯頑力降低,但燒結(jié)溫度超過(guò)一定值后,性能反而降低。適當(dāng)?shù)脑龃鬅Y(jié)溫度,減少保溫時(shí)間更有利于材料性能的提高。利用工業(yè)預(yù)燒料制備的錳鋅鐵氧體,1275℃燒結(jié),保溫2h時(shí)具有最優(yōu)的磁性能,振幅磁導(dǎo)率、比總損耗和矯頑力分別為1071、268.2W/kg、40.14A/m(100mT,100kHz)。添加微量的Sm_2O_3和Gd_2O_3能明顯改善錳鋅鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu),提高磁性能。當(dāng)Sm_2O_3和Gd_2O_3的摻入量為0.01 wt%時(shí),鐵氧體具有最佳的微觀結(jié)構(gòu)和最優(yōu)的磁性能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM277

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本文編號(hào)：1765145