厂商 Manufacturers 信艺电子HP30HP40/R2K3D HP44/R2K4D HP5H5K H7K H10K H12K H15K ACME P2P4P41P5/P51A05A07A10/A101A12/A121A151 AVX/TPC B1B2/F1F2F4A4/A5A3A2A1A0 COSMOFERRITES CF129CF138CF195CF197 DMEGC DMR30DMR40DMR44DMR50DMR6K DMR10K DMR12K DMR15K EPCOS (SIEMENS) N41N67/N87N97N49T35T37/T44T38T42T46 FAIR-RITE78797576 FDK6H106H206H407H102H062H072H102H15 FENGHUA PG232PG242PG152HS502HS702HS103HG123HG153 FERRITEINT (TSC) TSF-7099TSF-7060TSF-5099TSF-300TSF-010K TSF-012K TSF-015K FERROXCUBE (PHILIPS) 3C853C90/3C943C96/3F33F4/3F3.5 3.00E+043E25/3E273E5/3E55 3.00E+06 3.00E+07 HITACHI ML24D ML25D ML120MP70D MP10T MP15T HITACHI (NIPPON) SB-5S SB-7C SB-9C SB-1M GP7GP9GP11MT10T HPC HE4HE44HE5HL5HL7HL10HL12HL15 ISKRA25G45G/55G35G75G19G22G12G32G52G ISU PM-1PM-7PM-11FM-5HM2A HM3/HM3A HM5A HM7A JFE(KAWATETSU)MB3MB4MC2MA055MA070A MA100MA120MA150 JINNING JP3JP4/JP4A JP4B JP5JH5/JH5A JH7/JH7A JH10JH15 KASCHKE K2006K2008K2001K5000K8000K10000 KAWATETSU MB3MB4MA055MA070MA100MA120 KINGTECH KP3KP4KP4A KP5KH5/KH5A KH7/KH7A KH10A KH13KH15 KRAVSTINEL K82K86K87 LCCTHOMSON B2B4F1F2A5A3 MAGNE TICS P K J W H MMG-NEOSID F5A/F5C F44F45F47F9C/F10FT7F39 NCD LP2LP3LP3A LP5HP1/HP1F HP2/HP2F HP3/HP3F HP4 NEC/TOKIN BH2BH1B405000H7000H10000H12000H15000H NEOSID F827F830F860F938F942 NICERA NC-1M NC-2H2HM55M NC-5Y NC-7NC-10H NC-12H NC-15H SAMWHA PL-5PL-7PL-9PL-F1SM-50SM-70S SM-100SM-150 STEWARD32353740 TDG TP3TP4TP4A TP5TL5TL7TL10TL13TL15 TDK PC30PC40PC44PC50HS52HS72HS10H5D H5C3 TOKIN3100BH2BH1B405000H7000H12000H TOMITA 2.00E+06 2.00E+07 2.00E+082E3/2F12E7/2G12E2/2E2B2H22H1 TPC F1F2F4A4/A5A3A2 TRIDELTA MF198MF198A MF197MF199 川峰山口工厂（西海） SK-104G SK-108G SK-109GE SK-110G SK-12G 材料牌号 Material Brands 主要软磁铁氧体材料厂商牌号对照表 注：grc534原发
第一节铁氧体磁性材料概述 铁氧体磁性材料可用化学分子式MFe 2O 4表示。式中M 代表锰、镍、锌、铜等二价金属离子。铁氧体磁性是通过烧结这些金属化合物的混合物而制造出来的。铁氧体磁性的主要特点是电阻率远大于金属磁性材料，这抑制了涡流的产生，使铁氧体磁性能应用于高频领域。 首先，按照预定的配方比重，把高纯、粉状的氧化物（如Fe 2O 4、Mn 3O 4、ZnO 、NiO 等）混合均匀，再经过煅烧、粉碎、造粒和模压成型，在高温（1000～1400℃）下进行烧结。烧结出的铁氧体制品通过机械加工获得成品尺寸。上述各道工序均受到严格的控制，以使产品的所有特性符合规定的指标。 不同的用途要选择不同的铁氧体材料。有适用于低损耗、高频特性好的系列，有磁导率的线性材料。按照不同的适用频率范围分为：中低频段（20～150kHz ）、中高频段（100～500kHz ）、超高频段（500~1MHz ）。 第二节铁氧体磁性材料的各项物理特性定义与计算公式 01) 初始磁导率μi 初始磁导率是磁性材料的磁导率（B/H ）在磁性曲线始端的极限值，即 H B H i 00lim 1→μ＝μ 式中 μ0：真空磁导率（4π×10-7H/m ）； H ： 交流磁场强度（A/m ）； B ： 交流磁通密度（T ）。 02) 有效磁导率μe 在闭合磁路中（漏磁可以忽略），磁芯的有效磁导率可表示为： μe 72104××= e e A l N L π 式中 L ：装有磁芯的线圈的自感量； N ：线圈匝数； e e A l ＝C 1＝磁芯常数（mm -1） 03) 饱和磁通密度B s
磁化到饱和状态的磁通密度。 04) 剩余磁通密度B r 从磁饱和状态去处磁场后，剩余的 磁通密度。 05) 矫顽力H c 从饱和状态去处磁场后，磁芯继续被反向的磁场磁化，直至磁通密度减小到零，此时的磁场强度称为矫顽力， 06) 损耗因素tan δ 损耗因数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和： tan δ＝r e δδδtan tan tan h ++ =111r f e i V L h ++ 损耗因数也可用电阻和电抗之比来表示： L R R L R w eff m ωωδ?==tan 式中：tan δe ：涡流损耗因数； tan δr ：剩余损耗因数； h1：磁滞损耗因数； L ：装有磁芯的线圈的自感量（H ）； V ：磁芯体积（m 3）； i ：电流（A ）； e 1：涡流损耗系数； f ：频率（Hz ）； r 1：剩余损耗系数； R m ：磁芯损耗的等效电阻（Ω）； ０ＨＨ
铁氧体磁性材料的制备及研究进展 【摘要】铁氧体磁性材料是一类非常重要的无机功能材料,其应用涉及到电子、信息、航天航空、生物医学等领域。综述了铁氧体磁性材料的研究进展及其应用,分析了铁氧体磁性材料的制备方法，展望了研究和开发铁氧体磁性材料的新性能和新技术的应用前景。 【关键词】铁氧体磁性材料；研究进展；制备 铁氧体是一种非金属磁性材料,又称磁性瓷。人类研究铁氧体是从20世纪30年代开始的,早期有日本、荷兰等国对铁氧体进行了系统的研究;在20世纪40年代开始有软磁铁氧体的商品问世;20世纪50年代是铁氧体蓬勃发展的时期。1952年磁铅石硬磁铁氧体研制成功;1956年又在此晶系中开发出平面型的超高频铁氧体,同时发现了含稀土元素的石石型铁氧体,从而形成了尖晶石型、磁铅石型和石榴石型三大晶系铁氧体材料体系,应该说铁氧体的问世是强磁学和磁性材料发展史上的一个重要里程碑。至今铁氧体磁性材料已在众多高技术领域得到了广泛的应用。因此,有必要对铁氧体磁性瓷材料的研究动态进行总结以及对其发展进行展望。 1.铁氧体磁性材料的研究进展 近年来,国外学者在研究和改进磁性材料的同时,进行了卓有成效的新探索,其重点的研究和应用主要集中在以下几个方面。 1.1 铁氧体吸波材料 由于科学技术的迅猛发展,在武器的隐身技术和电子计算机防信息泄露技术中,以及在生物学中的热效应方面,铁氧体作为吸波材料方面的应用尤为重要。铁氧体吸波材料通常分为尖晶石型铁氧体与六角晶系铁氧体两种类型,其中尖晶石型铁氧体应用历史最长,但尖晶石型铁氧体的电磁参数(介电常数和磁导率)都比较小,而且难以满足相对介单一铁氧体难以满足吸收频带宽、厚度薄和面密度小的要求,所以近年来研究者主要集中研究复合铁氧体材料以及纳米尺寸的铁氧体来控制其电磁参数[1]。铁氧体纳米磁性材料作为微波的吸收体,纳米级的微粒材料的比表面积比常规粗粉大3～4个数量级,吸收率高,一方面,它能吸收空气中的游离的分子或介质中其他分子通过成键方式连接在一起,造成各向异性的改变。另一方面,在微波场中,活性原子及电子运动加剧,促使磁化,最终将电磁能转化为热能,从而增加吸收体的吸波能力。在应用方面,铁氧体吸波材料可分为结构型(整体烧结成一定形状的器件)和涂敷型(用铁
锰锌软磁铁氧体材料的制备及研究新进展 摘要: 目前国外制备锰锌铁氧体材料的主要方法及研究进展, 包括传统的干法工艺(瓷工艺)和湿法工艺等, 同时指出了各种制备方法的优缺点。认为煅烧条件的控制及产品粒径的分布是影响材料磁性能的关键,湿法工艺中的溶胶-凝胶法和水热法是今后研究的主要方向。 关键词: 锰锌铁氧体制备研究发展 1.引言: 锰锌铁氧体又称磁性瓷,是具有尖晶石结构的软磁铁氧体材料,与同类型的金属磁性材料相比,它具有电阻率高,涡流损耗小等特点,因其具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等物理化学性能,被广泛应用于电子工业,主要用来制造高频变压器、感应器、记录磁头和噪声滤波器等。随着电子工业的飞速发展,对磁性材料性能的要求也越来越高。适用于不同场合的高品质磁性材料的制备研究越来越受到人们的广泛关注。为了推动该领域研究工作的进展,结合笔者近年来的研究工作实际,我们从不同角度出发,对国外制备锰锌铁氧体磁性材料的研究进展情况作以述评。 2. 锰锌铁氧体的性能特点及其改良途径 2. 1 锰锌铁氧体的性能特点 作为一种软磁铁氧体材料,对锰锌铁氧体性能的基本要起始磁导率要高, 磁导率的温度系数要小, 以适应温度变化。同时矫顽力要小, 以便能在弱磁场下磁化, 也容易退磁。此外比损耗因素要小, 电阻率高，这样材料的损耗小, 适用于高频应用。与磁性金属材料相比,尽管锰锌铁氧体具有电阻率高、涡流损耗小等优点,但同时它也存在着饱和磁感应强度低、磁导率不高、居里点低、磁导率的温度系数高等不足之处,改善锰锌铁氧体的磁性能的研究正日益受到人们的广泛关注。 2. 2 改善锰锌铁氧体磁性能的主要途径
欲提高锰锌铁氧体的磁性能应从两方面着手: 一是对材料化学成份的比例调整, 包括各种稀土元素的加入等;二是设法调整材料晶粒粒度及外观形貌。有关研究表明: 配方中 F e3O 4的适量存在,使Fe2O 3在配方中含量为53~ 63. 5m o% 时, 有利于降低磁致伸缩系数, 提高磁导率; 另外,晶粒越大,晶界越整齐,材料的起始磁导率也越高;通过控制制备条件,在提高晶粒粒度的同时降低空隙率是人们追求的目标;平均粒径在10 ~ 20Lm材料的结构特点是晶粒粗大、晶界明显、密度高、孔隙率低、磁性能良好;晶粒大小还影响矫顽力的大小, 晶粒愈大, 矫顽力愈小,有利于材料的应用。此外,铁氧体中的气孔,一方面阻碍畴壁的移动,另一方面也减少涡流损耗。一般来说,孔隙率高的铁氧体损耗较小,但磁导率下降。3. 锰锌铁氧体的制备方法 锰锌铁氧体磁性材料的制备方法主要有传统的干法工艺和湿法工艺两大类。 3. 1 干法工艺 干法工艺又称瓷工艺,它是以氧化铁( F e2O3 )、氧化锌( ZnO )和氧化锰(M nO )或铁、锌、锰的金属盐为原料通过研磨、干燥、煅烧、实现初步铁氧体化,经二次研磨、干燥、造粒得到锰锌铁氧体颗粒,颗粒经成型、烧结,干法工艺的关键环节是煅烧、研磨和烧结,它们直接影响锰锌铁氧体材料的颗粒形状和粒径分布等微观结构, 从而影响所得锰锌铁氧体的磁性能。Yung-T sen Ch ien等研究了煅烧程度对锰锌铁氧体(M n0. 764 Zn0. 187 Fe2. 049O4 )磁性质的影响。认为将材料煅烧所得样品具有较高的磁导率和较低的损耗系数。还有人研究了烧结温度对锰锌铁氧体磁性质的影响,他们认为:锰锌铁氧体的磁化强度和磁导率随烧结体密度的增加而增加,而烧结体的密度取决于烧结温度和合成锰锌铁氧体所用的原料。在烧结过程中,温度过高会使锌氧化物蒸发,从而导致锰锌铁氧体磁导率的下降;烧结温度过低,则固相反应不完全,性能达不到要求。干法工艺简单、配料容易调整,该法的缺点是:原料物性相差很大, 难以混合均匀,所得产品性能不稳定;高温煅烧,能耗高,粉末飞扬严重,生产环境差;必须研磨处理,会引入杂质污染,对原料要求高,生产成本高等。 3. 2 湿法工艺 由于干法工艺所制的锰锌铁氧体材料均匀性差,所以近20年来,人们越来
一。下面的是行业标准 1.1 GB／T9637－88《磁学基本术语和定义》，等同采用IEC50－901，代替等同采用IEC205的SJ／T1258－77《磁性材料与器件术语及定义》。 1.2 JJG1013－89《磁学计量常用名词术语和定义》（试行）为中华人民共和国国家计量检定规程，非等效采用IEC50－901制定的，和GB／T9677－88出自于一个文本，基本上都是一个翻译问题，内容基本一样，只是翻译成的中文表述不同。 1.3 SJ／T103213－91《铁氧体材料牌号与元件型号命名方法》，代替SJ／T1582－80。 本标准规定软磁铁氧体材料用R表示，如R20表示磁导率为20的软磁铁氧体材料。软磁铁氧体材料牌号已被等同采用IEC1332（1995）《软磁铁氧体材料分类》的电子行业标准SJ／T1766－97代替。 1.4 SJ／Z1766－81《软磁铁氧体材料系列及测试方法》 1.5 SJ／T1766－97《软磁铁氧体材料分类》电子行业标准等同采用IEC1332（1995） 1.6 GB／T9634－88《磁性氧化物外形缺陷极限规范的指南》等同采用IEC424（1973）制定 1.7 GB／T9632－88《通信用电感器和变压器磁芯测量方法》本标准等同采用IEC367－1（1982）制定。 1.8 GB／T9635－88《天线棒测量方法》本标准等同采用IEC492（1975）制定。 1.9 SJ／T3175－88《磁性氧化物圆柱形磁芯、管形磁芯及螺纹磁芯的测量方法》本标准等同采用IEC732（1982）制定。 1.10 SJ／T10281－91《磁性零件有效参数的计算》等同采用IEC205（1966）、205AMD （1976）、205AMD2（1981）制定。 1.11 GB／T11439－89《通信用电感器和变压器磁芯第二部分：性能规范起草导则》，等同采用IEC367－2（1974）、367－2AMD1（1983）、367－2A（1976）制定。GB／T11439－89在1995年国家标准消化整理以后，被转化为电子行业标准SJ／T11076－96。 1.12 SJ／T9072．3－97《变压器和电感器磁芯制造厂产品目录中有关铁氧体材料资料的导则》等同采用IEC401（1993，第二版），代替SJ／Z9072－3－87二。以下为搜集整理 2.1前景广阔的软磁铁氧体材料
软磁铁氧体材料和磁心概述 软磁铁氧体材料和磁心概述 软磁铁氧体材料分类 铁氧体又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属元素组成的复合氧化物。铁氧体采用陶瓷工艺，经高温烧结而制成各种形状的零件。实际上，所有在金属磁性材料中出现的磁现象，在铁氧体中也能观察到，但是有两个基本不同点：一是铁氧体的饱和磁化强度远远低于金属磁性材料，通常为金属材料的一半到五分之一；二是铁氧体的电阻率比金属磁高一百万倍以上。由于这种区别，对于低频（1000 赫兹以下）高功率的磁心一般采用金属磁性材料，用于较高频率（1000 赫兹以上）磁心采用铁氧体材料。按照铁氧体的特性和用途，可把铁氧体分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁等五类；如果按照铁氧体的晶格类型来分，最重要的有尖晶石型、石榴石型和磁铅石型等三大类。高频变压器和电器中主要使用软磁铁氧体材料，因此下面主要叙述软磁铁氧体材料的分类及特性。大多数软磁铁氧体属尖晶石结构，一般化学表示式为MeFe 2O 4，这里 Me 表示二价金属元素，如：Mn、Ni、Mg、Cu、Zn等。软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多，用途最广泛的一种。这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低，即容易磁化也极易退磁，其磁滞回线呈细而长形状。软磁铁氧体材料可按化学成分、磁性能、应用来进行分类。若按化学成分来分类，则主要可分为 MnZn 系、NiZn系和 MgZn 系三大类。MnZn 系铁氧体具有高的起始磁导率，较高的饱和磁感应强度，在无线电中频或低频范围有低的损耗，它是，1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料。常用的MnZn 系铁氧体，其起始磁导率μi=400～20000，饱和磁感应强度 BS=400～530mT。MnZn 系铁氧体广泛制作开关电源变压器、回扫变压器、宽带变压器、脉冲变压器、抗电磁波干扰滤波电感器及扼流圈等，是软磁铁氧体中产量最大的一种材料（按重量计约占 60%）。NiZn 系铁氧体使用频率 100kHz～100MHz，最高可使用到300MHz。这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般为 105～107Ωcm。因此，高频涡流损耗小，是 1MHz 以上高频段磁性能最优良有材料。常用的 NiZn 系材料，磁导率μi=5～1500，广泛用于制作各种高频固定电感器，可调电感器，谐振回路线圈，线性调节线圈抗电磁波干扰线圈等。附加少量 CuO 的 NiCuZn 系材料，最近在表面安装片式电感器中得到广泛应用。NiZn 系材料制成的各类小型磁心产量很大（按数量计），但按重量计的约占软磁铁氧体材料的 10% 左右。MgZn 系铁氧体材料中附加小量 MnO 后制成 MgMnZn系材料，电阻率较高，广泛用于制作各种显象管或显示的偏转线圈磁心，数量很大，产量约占软磁铁氧体材料的30%（按重量计）左右。MgZn 系铁氧体在某些高频电感线圈及天线线圈中也得到应用。
软磁铁氧体磁芯现下的市场形态 发布时间：2014-7-7 9:59:17 浏览次数：16 软磁铁氧体磁性材料和软磁铁氧体磁芯统称软磁铁氧体，长期以来软磁铁氧体产量的增长是建立在其生产技术和应用技术共同发展的基础之上的。电子技术的飞速发展，对软磁铁氧体器件，如电感器、变压器、滤波器等不断提出了各种新的要求，这种要求促进了软磁铁氧体的发展，如适应开关电源向高频化发展的高频低功耗功率铁氧体材料，适应光纤通信和数字技术发展的宽频带变压器和抗干扰扼流圈用的高磁导率与宽频带铁氧体材料，同时具有高μ与高Bs的材料（双高材料），适应高清晰度和大屏幕显示器发展的偏转线圈和回扫变压器用高频低损耗功率材料，以及适应表面贴装技术发展的平面电感器和变压器用低烧结温度和低热阻的铁氧体材料等等，就是生产和应用技术共同发展的最直接结果。 在开发和研究过程中，由于软磁铁氧体材料和磁芯的研究始终结合在一起，从而形成了由各种软磁铁氧体材料制成的各种形状的磁芯，所有这些材料及磁芯的不同组合可以具有各种不同的性能、特点和用途，以满足各种需求。 软磁铁氧体磁芯材料是一种用途广、产量大、成本低的电子工业及机电工业和工厂产业的基础材料，是其重要的支柱产品之一，它的应用直接影响电子信息、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展，亦是衡量一个国家经济发达程序的标志之一。 软磁铁氧体材料是品种最多、应用最广的一类磁性功能材料，也是铁氧体材料中发展最早的一类材料。自从1935年荷兰Philip实验室研究开发成功至今已有将近七十年的历史，其性能也已得到了很大的改进和提高。由于这类材料具有高的本征电阻率ρ，所以在交流条件下具有许多金属软磁材料所无法比拟的优越性且价格低廉，并可制成各种形状的磁芯，因此，在高频区一般都使用软磁铁氧体材料。用这类材料制成的磁芯被广泛应用于通信、广播、电视、自动控制、航天技术、计算机技术、电子设备及其它IT产业中来制作各种类型的电感器、变压器、扼流圈、抑制器和滤波器等器件。 目前由于软磁铁氧体具有广阔的发展前景和可预期的市场潜力，从而成为世界各国铁氧体公司开发和研究的重点。权威机构对全球软磁行业的评估认为，世界软磁铁氧体需求量的平均增长速度在今后几年中将继续保持在10%～15%的水平。由此可以看出，开发具有自己独立知识产权的可批量生产的综合性能好的软磁铁氧体材料并迅速占领市场已经成为各个公司的当务之急。本文在对软磁材料，特别是软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势进行综合分析之后，指出了一些研究和开发人员在材料研究中普遍容易忽视的问题。 一、软磁铁氧体材料的发展过程及发展趋势 一般地，从应用角度来分，软磁铁氧体材料主要分为功率材料和高磁导率材料两大类，为适应世界电子技术发展的需要，这两类铁氧体材料都已经得
硅酸盐学报 · 748 ·2011年 烧结锶铁氧体的极图分析 朱存福1,2，金鸣林1，王占勇1，刘克家1，包宗宏2，蒋涵涵1 (1. 上海应用技术学院材料科学与工程学院，上海 200235；2. 南京工业大学化学工程学院，南京 210009) 摘要：将不同强度取向磁场下湿压成型的生坯在1190℃烧结2h，获得锶铁氧体烧结磁体。采用X射线极图分析样品的织构取向特征，根据Stoner–Wohlfarth模型，建立了描述取向度的表示方法。分析表明：在磁场下成型的样品{001}晶面族衍射峰强度显著增强。用(008)晶面极图描述磁体取向度时，随取向磁场强度的增大，晶粒取向逐渐增强，当磁场强度为600kA/m时，取向度达78.3%，锶铁氧体的磁性能明显提高。此外，(107)晶面的极图也被尝试用来描述磁体的织构特征。 关键词：锶铁氧体；极图；取向 中图分类号：O72 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)05–0748–05 Pole Figure Analysis of Sintered Strontium Ferrite ZHU Cunfu1,2，JIN Minglin1，WANG Zhanyong1，LIU Kejia1，BAO Zonghong2，JIANG Hanhan1 (1. Department of Material Science and Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 200235; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China) Abstract: Sintered strontium ferrites were prepared by wet compaction under different applied magnetic fields and sintered at 1190 for 2 ℃h. An X-ray pole figure was used to analyse the texture character of the magnets. The method to describe the alignment de-gree was proposed based on the Stoner–Wohlfarth model. Diffraction intensity of {001} crystal planes for the samples with magnetic compact is higher than that without magnetic field applied. It is indicated that the (008) pole figure can be used to measure alignment degree of these sintered ferrites. The alignment degree of these ferrites enhances with the increase of magnetic field. The alignment degree reaches 78.3% at the applied magnetic field of 600kA/m. The (107) pole figure is also attempted to measure the crystal align-ment of ferrites. Key words: strontium ferrite; pole figure; alignment 随着汽车、摩托车、电子信息等产业的发展，对永磁铁氧体磁性材料的需求量正逐步增加，特别是汽车工业的快速发展给传统永磁产业的发展带来了新的机遇，混合动力汽车和新能源汽车对电机的要求更加小型化、集约化，进而需要进一步提高永磁材料的综合磁性能。M型锶铁氧体晶体具有较高的磁晶各向异性，其对铁氧体磁性能的贡献尤为重要。改善铁氧体综合磁性能除了采用选择性离子取代改变其空间结构外，还需要通过外磁场成型来提高晶粒的取向程度[1–4]。 目前，采用X射线衍射研究物质晶粒的取向已有文献报道[5–6]，但采用极图分析方法研究永磁铁氧体的晶粒取向却很少；为此，选择不同磁场强度下湿压成型的生坯烧结制备的SrFe12O19铁氧体为对象，利用(008)晶面和(107)晶面的X射线极图分析施加不同强度的外加磁场对样品晶粒取向的影响，并研究样品的磁性能。 1 实验 1.1 样品制备 将SrCO3(分析纯)和Fe2O3(分析纯)按摩尔比为1:5.8进行配料，并添加适量LaO(分析纯)和CoO(分 收稿日期：2010–08–24。修改稿收到日期：2010–12–01。 基金项目：上海科技发展基金(0952*******)和上海市教委产业化基金(11CXY58)资助项目。 第一作者：朱存福(1983—)，男，硕士。 通信作者：金鸣林(1960—)，男，教授。Received date:2010–08–24. Approved date: 2010–12–01. First author: ZHU Cunfu (1983–), male, master. E-mail: zcf9871@https://www.doczj.com/doc/7218518182.html, Correspondent author: JIN Minglin (1960–), male, professor. E-mail: jml@https://www.doczj.com/doc/7218518182.html, 第39卷第5期2011年5月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 39，No. 5 M a y，2011
锰锌铁氧体软磁磁芯烧结试验炉的研制 王朋生,侯拥和,侯季淹,宇文静 (长沙矿冶研究院,湖南长沙410012) 摘 要:锰锌铁氧体磁芯烧结试验炉是研究锰锌铁氧体烧结工艺的重要手段。简述了锰锌软磁铁氧体磁芯烧结试验炉的解决方案和设计原理。并依此制作出了样机,制备出性能指标良好的磁芯,为锰锌铁氧体烧结工艺研究提供了科学手段。关键词:锰锌铁氧体;软磁磁芯;烧结炉;研制中图分类号:TF111 文献标识码:A 文章编号:0253-6099(2008)04-0066-03 Devel op m e nt of Experi m ent al Si nteri ng Furnace f orMn Zn Soft Ferrite Core WANG Peng sheng ,HOU Yong he ,HOU Ji yan ,YU W en jing (Chang s ha R esearch Instit u te of M ining and M etallurgy,Chang s ha 410012,H unan,China ) Abst ract :The experi m ental si n teri n g f u rnace forM n Zn ferrite co re is an i m portantm eans to investigate si n teri n g tech n iques forM n Zn ferrite .A brief descripti o n of the design i n g plan and pr i n ci p le of the sinteri n g fur nace w as m ade .Based on the desi g n ,a m odel furnace w as fabricated .The ferrite cores w ith good perfor m ance w ere prepared usi n g t h is f u rnace .It is a scientific tool for the research of si n ter i n g techn iques forM n Zn soft ferrite .K ey w ords :M n Zn ferrite ;so ft ferrite core ;si n ter i n g furnace ;deve l o pm ent 锰锌软磁铁氧体磁芯广泛应用于电子工业和I T 产业。不同电子产品和I T 产品对磁芯磁性能的要求是不相同的,如磁芯的功耗、电感的频宽、磁导率、磁芯的形状和制造精度等。 不同物理性能的锰锌铁氧体磁芯具有不同组份的化学成分和晶粒、晶间结构形状,烧结工艺曲线差异很大,因此,对磁芯配方和烧结工艺曲线的研究是各磁芯生产企业应对复杂多变的市场需求必须进行的工作。长期以来,各磁芯生产企业对产品的原材料配方和烧结工艺曲线的应用多采用资料查询和钢包炉试验的方法来确定。由于试验装置与工业装置设备结构相差很大,所以试验结果很难在工业磁芯烧结窑炉上重现。因此许多磁性生产企业为了满足市场需要,只能使用现有的生产烧结设备作原材料配方和烧结工艺曲线试验。由于摸索一条磁芯烧结曲线或一个原料配方,均最少需进行几十次试验,用工业炉做试验成本太高,一般企业根本承受不起。因此,尽快研制出满足不同用户要求的高性能磁芯产品磁芯烧结试验用炉,具有重要的经济意义。 1 锰锌软磁磁芯试验炉的解决方案 根据上述所提出的问题,很有必要研制一种经济 组合炉型,用少量的原料既能研究出符合各种铁氧体材料的合理配方,又能研究出合适的烧结曲线并能轻松地移植到本系列的产能炉上。这种装置应具备下列功能: 1)必须满足小试和扩试的要求,即在小试炉上可以进行500~1000g /次的条件试验以确定满足工艺要求的材料配方,在扩试炉上可以进行15kg /次的扩大试验,扩大试验成果应能准确地移植到工业烧结炉上(钟罩炉或推板窑)。 2)试验过程应能由计算机全自动控制,以消除人的因素对试验结果的影响,计算机控制系统应具有良好的人机交换和数据处理功能,以提高试验的效率和准确性。 3)温度场和气氛场的控制精度应达到或优于工业生产磁芯烧结炉的控制精度。 4)应具备优良的性能价格比,一般磁芯生产企业能使用得起。 为此作者设计了一拖二烧结软磁锰锌铁氧体磁芯用试验电阻炉,即由1台装载量15kg /炉的可控气氛钟罩炉、一台装载量500~1000g /炉的可控气氛管式炉和一套可分别控制的计算机控制系统组成。 装置的主要设计性能指标为下: 收稿日期:2008 03 17 作者简介:王朋生(1952-),男,湖南益阳人,高级工程师,主要研究方向为冶金、材料、非标设备的研发。 第28卷第4期2008年08月 矿 冶 工 程 M I N I NG AND M ETALL URG I CAL ENG I NEER I NG V o.l 28 4 August 2008
一. 磁性材料的基本特性 1. 磁性材料的磁化曲线 磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。 剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。 居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。它确定了磁性器件工作的上限温度。 损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ，ρ降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为： 总功率耗散（mW）/表面积（cm2）
软磁铁氧体材料基本类别及主要应用(Features and applicat ion of Soft magnet) 软磁铁氧体按成份一般分为MnZn、NiZn系尖晶石和平面型两大类。前者主要用于低、中频(MnZn)和高频(NiZn)，后者可用于特高频范围；从应用角度又可分高磁导率μi、高饱和磁通密度Bs、高电阻率及高频大功率(又称功率铁氧体)等几大类。由于软磁铁氧体在高频作用下具有高导磁率、高电阻率、低损耗等特点，同时还具有陶瓷的耐磨性，因而被广泛用于工业和民用等领域。工业产品主要用于计算机、通信、电磁兼容等用开关电源、滤波器和宽带变压器等方面；民用产品主要用于电视机、收录机等电子束偏转线圈、回扫变压器、中周变压器、电感器及轭流圈部分等。 一：国内外研发现状： 在软磁铁氧体磁性材料中一般以μi>5000的材料称为高磁导率，该材料近年来产量不断递增，尤其是随着当今数字技术和光纤通信的高速发展，以及市场对电感器、滤波器、轭流圈、宽带和脉冲变压器的需求大量增加，它们所使用的磁性材料都要求μi>10000以上，从而可使磁芯体积缩小很多，以适应元器件向小型化、轻量化发展要求。另外为满足使用需求，这类高磁导率小磁芯表面必须很好，平滑圆整，没有毛刺，且表面上须涂覆一层均匀、致密、绝缘、美观的有机涂层，针对这一技术难点，高磁导率软磁铁氧体产业需求中迫切希望再提高该功能材料的磁导率(μi>10000)。 上世纪90年代后，一些国外知名公司如日本TDK、TOKIN、HITACHI、IROX-NKK、FDK、KAWATETSU等、德国SIEMENS、荷兰Philips、美国SPANG磁性分公司等相继研发出新一代超高磁导率H5D(?i=15000)、H5E(?i=18000)铁氧体材料。日本TDK公司是全球磁性材料最富盛名的领头羊企业，他们在早期生产的H5C2(?i=10000)基础上，又先后开发了H5C3(?i=12000)、H5D(?i=15000)和H5E(?i=18000)等系列高?软磁铁氧体材料；90年代末已试验成功?i=20000的超高磁导率Mn-Zn铁氧体材料。TOKIN公司已向市场推出了12000H(?i=12000)、15000H(?i=15000)和18000H(?i=18000)的铁氧体材料。德国西门子、荷兰飞利浦、美国SPANG公司分别开发的高磁导率软磁铁氧体T42、T46、T56、3E6、3E7和MAT-W、MAT-H材料，其中T46:?i=15000、3E7:?i=15000、MA T-H:?i=15000，2000年西门子和飞利浦公司研制的T56、3E9材料最高磁导率已超过?i=18000。 虽然，我国软磁铁氧体工业发展较快，现有的生产厂家通过技术改造和工艺改进已取得不少成果，产品质量和产量得到明显提高，但目前国内只能大量生产?i=5000-7000的低档铁氧体材料，在高磁导率锰锌铁氧体材料研发生产上，国内与国外的水平与距离相差甚远，且大多数企业生产规模还太小，年产量普遍在1000吨以下，μi>10000的材料生产厂家更是屈指可数，而初具规模的国外公司一般年产软磁铁氧体在3000吨以上，TDK、FDK等公司年产量更是高达20000吨以上。依据我国磁性行业协会的统计，1999年我国生产μi=8000-10000材料的产量很少，但2000年后生产这类中低档软磁铁氧体材料却有较大改观。上海、浙江、
软磁铁氧体烧结过程的质量问题现象及解决措施 一、烧结条件对磁性能的影响 烧培条件对铁氧体的磁性能有很大影响。烧结温度、烧结气氛和冷却方 式是烧结条件的三个主要方面。 (一)烧结温度对磁性能的影响 一般说来，烧结温度偏低时，晶粒大小不均匀，气孔分散于晶界和晶粒内部，呈不规则多面形。磁导率μi和剩磁感应强度Br都较低，但是矫顽力HCB 较大。烧结温度适当，则晶粒趋于均匀、气孔呈球形、烧结密度较低、磁导率μi和剩磁感应强度Br较大，矫顽力HCB有所减少。烧结温度过高时，晶粒虽然增大，但是由于内部的气孔迅速膨胀，有的杂质发生局部熔融而使晶界变形，则不仅烧结密度低，磁导率μi和剩磁感应强度Br也将显著下降，机械性能极其 脆弱，无实用价值。 对软磁铁氧体而言，在一定的烧结温度范围内，初始磁导率μi随烧结温度升高而增大，损耗角正切tgδ也随温升而增大(即Q值减少)。对硬磁铁氧体而言，烧结温度高，剩磁感应强度Br也高，而矫顽力HCJ减小。对旋磁铁氧体而言；烧结温度高，则饱和磁化强度也较高。在生产中，必须针对各种材料的不同特点，结H合产品的其它性能要求而区别对待，由试验确定最佳的烧结温度。 (二)烧结气氛对磁性能的影响 气氛条件对铁氧体烧结非常重要，尤其对含有易变价的Mn，Fe，Cu，Co等金属元素的铁氧体，在烧结过程中随着氧分压和温度的变化而发生电价的变化以至相变，过度的氧化与还原，就有另相析出（如α-Fe2O3，FeO，Fe3O4，Mn2O3等）， 将导致磁性能的急剧变化。 在升温阶段，因为还没有形成单一尖晶石相，对周围气氛要求不苛刻，在空气中、真空中或氮气中升温均可；在保温过程中，由于发生了气孔的排除、晶粒的长大和完善、单一结构铁氧体的生成，这些均要求控制好烧结气氛。可以说，烧结气
软磁铁氧体现状与发展 摘要： 本文讨论分析了软磁铁氧体国内外研究、生产、专用工艺设备、市场现状。详细论讨了高磁导率铁氧体、功率铁氧体、迭层片式电感器用的铁氧体粉料等铁氧体的技术发展动向。 1.前言 软磁铁氧体应用广，用量大的一种磁性材料。1997 年世界产量22 万吨，其中我国产量 5 万吨，预计2000 年世界产量将达到30 万吨，2005 年达到45 万吨，预计今年我国将达到6 万吨，2005 年将超过15 万吨，约占全世界软磁铁氧体总量的1/3 ，占世界第一位。但我国尚存在工艺技术比较低，一些专用工艺设备较落后，造成产品档次不够高等问题，有待进一步解决。 在软磁铁氧体的产量中，高磁导率铁氧体约占20 ％，功率铁氧体约占25 ％，宽带射频铁氧体，电子镇流器约占15 ％，其余的如抗电磁干扰（EMI ），偏转磁芯等约占40 ％。 2技术发展方向 2.1 软磁铁氧体制备工艺 从80 年代以来，我国引进国外先进工艺设备和工艺技术，使生产规模和效率有显著提高，一些产品性能在较短的时间内达到国际水平。但生产的自动化程度还跟不上发达国家著名铁氧体公司，他们生产线用“电脑集成制造”（CIM ）和“电脑/ 人联合集成”（CHIM ），用电脑控制自动完成制粉、成型、烧结、磨削及包装等工序，使产品合格率达95?99 %。 2.2 高磁导率铁氧体 由于高磁导率铁氧体在数字通讯，光纤通讯及电磁兼容等领域中大量应用，促使其制备工艺逐渐 完善，不断提高性能，国外研制水平卩i为20000?23000，国内外有关生产水平列于表1。值得提及的表1中列出的卩i值国内厂家属于小批量生产性能，大批量生产的卩i值为7000?8000，研 制水平为12000 ?13000 。海宁天通电子有限公司陆明岳开发的产品，1999 年6月通过省级新产
磁性材料是电子行业非常重要的材料，在家电、汽车、计算机、通讯、医疗、航天、军事等领域的应用十分广泛。经过20多年的建设和发展，中国现在已经成为世界磁性材料中心， 1995年中国永磁铁氧体已占全球首位。进入21世纪后中国各类磁体的产量均已稳居世界首位。随着工业发展和消费类电子产品的变化，磁性材料还将有10年-20年的较长的发展期。现在，中国已经成为世界最大的磁性材料生产基地和销售市场之一，具有良好的发展前景。据预测今后20年内中国的磁性材料工业还将以10%-20%的速度发展。 现代电子信息技术和环保产业的发展推动着高性能永磁铁氧体材料向前迈进，高剩磁(Br)、高矫顽力(Hcj)、高磁能积(BH)max的高性能永磁铁氧体是近几年来世界电子信息产业、汽车工业高速发展的新市场需求，这为高性能永磁铁氧体材料提供更宽的应用领域。总体来看，中国的磁体性能还以中低档为多数，虽然产量高居世界第一，但产值并不理想。今天磁性材料的生产主要集中在亚洲，日本以高档磁体为主体；中国以中低档磁体为主体，并分割部分高档产品市场；其他东南亚国家分割部分中低档产品市场。由此可以看出我国锶铁氧体的永磁性能较国外先进水平有一定的差距。 近几年，中国铁氧体磁体的产品质量和档次有很大的提高，基本上能生产日本TDK公司的各种牌号标准的产品。用铁鳞为原料生产的烧结铁氧体永磁性能达到FB4B，用氧化铁为原料能生产的磁体性能达到FB5、FB6。目前正值中国磁性材料行业大变革、大发展的时代，国内磁材行业具备上下游优势。原材料和下游两方面的支撑使得中国磁性材料企业发展壮大，成为日本、欧美厂商以外的磁性材料的主要来源。虽然在工艺、设备、原材料方面逊于日本TDK等领先厂商，但国内一些实力较强的企业，例如广东江粉磁材有限公司，正通过自身的努力，力争在国际市场上与TDK等一争高下。 而随着人们对高性能永磁锶铁氧体材料的要求变得越来越高，通过La-Co等离子的替代、工艺技术的改良已使锶铁氧体的磁性能得到了较高的提升，但是要想有更进一步的突破却甚难。因为铁氧体晶粒在料浆中的凝聚是影响铁氧体晶粒在磁场定向排列的一个重要原因，减小料浆中铁氧体粉的凝聚，可以通过降低铁氧体粉的矫顽力和添加分散剂来实现。分散剂的适宜添加可以在原有基础上更好的提高取向度，改变晶粒的大小、均匀性，从而改善成型等工艺条件，提高磁性能（Br∝Ms?ρ?f，式中Ms为饱和磁化强度，ρ为密度，f为取向度）。而在这方面的研究国内较少，但分散剂的适当添加对开发高性能磁铁氧体起到很重要的作用，因此这个课题的研究是非常有价值的。