【摘要】：軟磁鐵氧體具有較高的電阻率和初始磁導(dǎo)率,用作高頻磁損耗材料,其優(yōu)點(diǎn)在于易于阻抗匹配、損耗頻段寬、制備工藝簡(jiǎn)單等。MgCuZn鐵氧體,相較于傳統(tǒng)的NiCuZn鐵氧體,由于Mg代替了貴重的戰(zhàn)備材料Ni,使得MgCuZn制造成本更加低廉,使得其具備了廣闊的應(yīng)用空間。本論文討論了在1MHz~1GHz頻段MgCuZn鐵氧體材料磁性能和燒結(jié)特性,立足于獲得高的磁導(dǎo)率和較大的磁損耗,比較系統(tǒng)地討論了配方和燒結(jié)工藝對(duì)MgCuZn鐵氧體材料性能的影響,得到了以下主要結(jié)論:首先研究了不同預(yù)燒溫度對(duì)主配方為Mg0.45Cu0.10Zn0.45Fe2O4鐵氧體的影響,主要討論了預(yù)燒溫度對(duì)磁導(dǎo)率、損耗角正切、收縮率等方面的影響,得出結(jié)論在900~1000℃預(yù)燒可以獲得較高的初始磁導(dǎo)率,并兼顧收縮率、磁損耗等因素。其次研究了不同二次球磨時(shí)間對(duì)主配方為Mg0.6Cu0.10Zn0.3Fe2O4鐵氧體性能的影響,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論,適當(dāng)增長(zhǎng)二次球磨時(shí)間,可以使粉體的粒徑減小,從而獲得更好的燒結(jié)樣品,但是時(shí)間過(guò)長(zhǎng)反而會(huì)因?yàn)殍F的補(bǔ)償作用造成初始磁導(dǎo)率下降,二次球磨時(shí)間以不超過(guò)12h為宜。然后研究了V2O5摻雜對(duì)主配方為Mg0.5Cu0.2Zn0.3Fe2O4鐵氧體的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加V2O5作為助燒劑,可以促進(jìn)燒結(jié),獲得更高的磁導(dǎo)率,并且提高了其高頻損耗,在摻雜量為0.4wt%可以獲得最大的磁性能的提升。同時(shí),在摻雜量為0.6wt%下,成功將燒結(jié)溫度降至950℃,可以認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了低溫?zé)Y(jié)。使用Cu2+離子取代Mg2+,討論了主配方為Mg0.7-xCuxZn0.3Fe2O4鐵氧體的磁性能和燒結(jié)特性的變化。實(shí)驗(yàn)證實(shí)隨著銅含量的上升,飽和磁化強(qiáng)度上升,在x=0.2處達(dá)到最大43emu/g,燒結(jié)密度和收縮率均上升,燒結(jié)致密化提高,磁導(dǎo)率上升,但截止頻率向低頻移動(dòng),可能會(huì)降低高頻損耗。討論了Zn2+對(duì)主配方為Mg0.9-xCu0.1ZnxFe2O4鐵氧體的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)增加ZnO含量可以促進(jìn)晶粒均勻生長(zhǎng),并極大地提高初始磁導(dǎo)率和磁損耗,提高ZnO含量以優(yōu)化MgCuZn鐵氧體磁性能的方法效果極其明顯。最后系統(tǒng)研究了Fe3+對(duì)主配方為Mg0.6Cu0.1Zn0.3Fe2+xO4+3/2x鐵氧體的影響。得出結(jié)論,與符合化學(xué)計(jì)量比的正鐵配方相比較,在微量缺鐵的情況下,生成的結(jié)晶相更加致密,相應(yīng)的飽和磁化強(qiáng)度Ms上升,使得初始磁導(dǎo)率i?有所上升;在過(guò)鐵情況下,初始磁導(dǎo)率i?下降,伴隨其下降的是截止頻率fr向高頻移動(dòng),可以認(rèn)為適量的過(guò)鐵能過(guò)使MgCuZn鐵氧體適用于更高頻的雜波吸收。
【圖文】：

(b)圖 2-2 超交換作用模型圖(a)超交換作用模型(b)A-A、A-B、B-B 三種不同超交換作用模型對(duì)于尖晶石鐵氧體來(lái)說(shuō)，磁性離子 Me2+分布在 A 位和 B 位，每個(gè)磁性離子被非磁性氧離子所包圍，根據(jù)參與超交換作用的 Me2+離子的位置不同可分為-B , B-B 和 A-A 三種。由于位于 A 位和 B 位上的磁性離子 Me2+與氧離子的相位置并不相同，如圖 2-2（b）所示，磁性離子 Me2+和氧離子的成鍵角度也不同，中接近o180 的超交換作用最強(qiáng)，接近o90 的超交換作用最弱，，即 A-B 位磁性離子e2+的超交換作用最強(qiáng)，B-B位次之，而A-A位最弱。可以認(rèn)為整個(gè)超交換作用要來(lái)自于A-B位的磁性離子 Me2+的超交換作用的貢獻(xiàn)。在尖晶石鐵氧體中，A 、 位上的磁性離子 Me2+形成的磁矩平行排列并方向相反，當(dāng) A、B 位上的磁性離 Me2+的磁矩不相等，就產(chǎn)生了凈磁矩，宏觀上呈現(xiàn)亞鐵磁性。可以認(rèn)為尖晶石

選擇恰當(dāng)?shù)呐浞娇梢杂行岣唢柡痛呕瘡?qiáng)度sM ，但是由于需要綜合考慮1K 和s 的影響，譬如 Fe3O4或是 CoFe2O4的加入，雖然具有較高的sM ，但其1K 和s 的值太大，并不能使初始磁導(dǎo)率得到較大提升。故而最有效的辦法是在配方上選取1K和s 較小的鐵氧體如 MgFe2O4、NiFe2O4、Mn Fe2O4等為主成分的基礎(chǔ)上，采用正負(fù)1K 、s 補(bǔ)償，或是摻入非磁性金屬離子進(jìn)行離子取代，以達(dá)到?jīng)_淡磁性離子鍵相互耦合作用的目的。2.2.3.2 改善鐵氧體材料的顯微結(jié)構(gòu)鐵氧體材料的顯微組織結(jié)構(gòu)主要包括結(jié)晶狀態(tài)(晶粒尺寸大小、完整性、均勻度、織構(gòu)等)、氣孔與雜質(zhì)的含量多少和分布情況等，如圖 2-4 所示。這些因素都影響著疇壁結(jié)構(gòu)和疇壁厚度，從而影響到磁化過(guò)程中的動(dòng)態(tài)平衡，進(jìn)而影響到i 。選擇恰當(dāng)?shù)臒Y(jié)溫度，可以獲得生長(zhǎng)更充分的晶粒，和致密度更高的結(jié)構(gòu)，從而減小晶界對(duì)疇壁位移的阻礙作用，提高i ，但是過(guò)高的溫度下燒結(jié)，會(huì)造成氣孔的生成反而降低初始磁導(dǎo)率；另一方面，原材料的選擇、恰當(dāng)?shù)那蚰r(shí)間等，可以有效地降低雜質(zhì)和氣孔的含量，提高i 。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM277

【參考文獻(xiàn)】

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1 王科,凌志遠(yuǎn);(Ni_(0.8)Zn_(0.2))O石鹽相對(duì)(Ni_(0.4)Zn_(0.6))Fe_2O_4尖晶石鐵氧體電磁性能的影響[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2001年06期

本文編號(hào)：2524131