NiZn铁氧体高Q值的研究报告
作者：周健立
作者单位：浙江天通股份软磁研发中心 浙江海宁郭店 314412
相似文献(4条)
1.学位论文彭穗水热法制备镍锌铁氧体及性能表征2007
本文综述了软磁铁氧体材料的特性、应用以及工艺研究，简略地描述了纳米陶瓷的发展趋势及其要解决的问题。通过加入添加剂，由水热法制备了性能较好的镍锌铁氧体粉体，并研究了以水热法制备镍锌铁氧体的工艺条件，添加三乙胺和聚乙二醇模板剂，以及La<'3+>和Ti<'4+>掺杂对水热法制备镍锌铁氧体粉体颗粒形貌、粒度及结构的影响，重点探讨了不同模板剂、不同La<'3+>、Ti<'4+>离子掺杂量对纳米镍锌铁氧体性能的影响及其变化规律。研究结果表明：
1.温度T、时间t及添加剂是影响水热制备的关键因素。产物用XRD、SEM等进行表征，发现反应温度在低于180℃时，水热晶化过程相当缓慢，产物呈严重团聚的无定形状态。提高反应温度和延长反应时间可以加快水热晶化过程。而添加剂的加入，可以消除部分杂相，得到单相的镍锌铁氧体晶体。
2.根据沸石分子筛的原理，在加入模板剂后制备出具有微孔结构的镍锌铁氧体，且制得的镍锌铁氧体为尖晶石型；模板剂的引入使产物晶化完全
，粒径分布窄，粒度为20～30nm。形成孔结构，平均孔径为14nm左右，且密度降低；在吸波性能方面，加入模板剂能提高镍锌铁氧体的吸波性能。
3.掺杂La<'3+>和Ti<'4+>离子后，发现La<'3+>离子对镍锌铁氧体及其生长有影响。一定掺杂量(0．8﹪)的La<'3+>离子改变了镍锌铁氧体的生长方向，由立方晶粒变成不规则的圆形，且La<'3+>离子促进了晶粒的生长。而掺杂Ti<'4+>离子对镍锌铁氧体晶粒的大小和形状影响不明显。
4.磁性能及吸波性能的研究表明，非磁性La<'3+>、Ti<'4+>离子的引入降低了材料的饱和磁化强度，但是增加了镍锌铁氧体的吸波性能，掺
La<'3+>离子后最高吸收量可达到一30dB，且随其掺杂量的增加吸收峰向低频方向移动；掺杂Ti<'4+>后，最高吸收峰达到-35dB(x=0.4﹪)。因此适当的La<'3+>、Ti<'4+>离子掺杂有利于提高镍锌铁氧体的吸波性能。
2.学位论文范秀风掺杂稀土氧化物Ni-Zn系铁氧体组织结构及磁性能的研究2007
软磁铁氧体是电子信息和电子工业的基础性功能材料，广泛应用在通信、电源、计算机和各种电子产品等领域。随着信息技术和电子产品数字化的发展，对软磁铁氧体材料和元件提出了新的要求，如器件的小型化、片式化、高频化和低损耗等，为了正确认识和有效的利用Ni-Zn铁氧体材料，掺杂是提高铁氧体性能成为研究方向的一个有效手段。
本文通过掺杂Nd3+、Sm3+和Y3+稀土离子制备Ni-Zn铁氧体，并借助扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射技术（XRD），Agilent 4294A阻抗测试仪（1MHz～100MHz）分别对掺杂稀土离子铁氧体的组织结构、微观形貌和各种磁性能进行测试，讨论了掺杂不同含量与烧结温度对Ni-Zn铁氧体结构、组织以及磁性能的影响，在此基础上确定合适的烧结工艺，为今后研究其它稀土元素在Ni-Zn铁氧体中的应用和开发奠定了基础，并且初步探讨了稀土离子在铁氧体中形成第二相的析出过程以及对磁性能的影响机理，得出如下一些主要结论：
1、综合研究了掺杂Nd3+的Ni0.4Zn0.6Fe2-xNdxO4(x = 0～0.07)铁氧体的微观结构及磁性能，研究结果表明：掺杂稀土Nd3+离子导致点阵常数ɑ的增加，烧结密度从5.14g/cm3增加到5.29g/cm3。随着Nd3+含量的增加导致实部磁导率（μ′）和磁损耗角（tgδ）降低，截止频率（fr）升高。
Ni0.4Zn0.6Fe1.97Nd0.03O4样品在1150℃、1200℃、1250℃和1300℃烧结，1250℃烧结的样品有最高的磁导率和较高的烧结密度，初始磁导率达到最大365。
2、对掺杂Sm3+的Ni0.4Zn0.6Fe2-xSmxO4(x = 0～0.07)铁氧体的微观结构及磁性能进行了研究，研究结果表明：少量稀土Sm3+离子明显进入铁氧体点阵晶格中，从而导致点阵常数ɑ的增加，同时样品的烧结密度显著增加，从5.14g/cm3增加到5.25g/cm3。当x=0.01时，样品的初始磁导率达到峰值496，而后随着x的增加，磁导率不断降低。对不同烧结温度下Ni0.4Zn0.6Fe1.97Sm0.03O4样品研究表明，在1250℃烧结的样品有最高的磁导率和较高的烧结密度，有较好的综合性能，而且损耗较小。
3、在Ni0.4Zn0.6Fe2-xYxO4(x = 0～0.07)体系中， 0号和Y1号样品为单相的立方尖晶石型结构，掺入Y3+含量为x = 0.03～0.07的样品都不同程度的出现第二相。当掺杂Y3+含量为x = 0～0.07时，试样的烧结密度从5.14g/cm3增加到5.22g/cm3。当x = 0.01时，实部磁导率出现峰值495，然后随着
Y3+含量由x=0.03增加到x=0.07时，实部磁导率又依次减少。
4、比较掺杂Nd3+、Sm3+和Y3+的Ni-Zn系的烧结密度曲线，随着三种稀土离子含量的增加都呈增加的趋势。相同的稀土含量对应的烧结密度按照
Y3+、Sm3+和Nd3+的顺序增大。Ni0.4Zn0.6Fe2-xNdxO4、Ni0.4Zn0.6Fe2-xSmxO4和Ni0.4Zn0.6Fe2-xYxO4三个体系的初始磁导率变化规律和原因各不相同。
3.学位论文刘畅工频磁性材料电磁参数的测量技术2008
本文首先研究了一种测量软磁材料交流磁导率的频域方法——“线圈阻抗法”。该方法根据磁芯线圈集总参数等效电路模型，由测得的线圈阻抗间接获得被测磁芯材料的磁导率。本文基于“线圈阻抗法”给出了两种实际应用的交流磁导率测试方法：“改进的伏安法”(30kHz以下频率测试用)和“矢量网络分析仪阻抗测试法”(30kHz～10MHz频率范围内测试用)。“改进的伏安法”仅使用示波器测量线圈和采样电阻的电压有效值即可达到线圈阻抗测量的目的，没有传统伏安法需要测量电压相位的缺点，且可以通过示波器实时监测电压波形以避免信号失真导致的测量错误。“矢量网络分析仪阻抗测试法”使用矢量网络分析仪阻抗测试功能测量线圈阻抗。为提高阻抗测量精度，该方法在矢量网络分析仪测试端口与被测线圈之间加入了一个阻抗匹配电路。为了求得精确的磁导率值，本文建立了考虑线圈固有电容和绕组交流电阻影响的被测磁芯线圈集总参数等效电路模型。
在以上两种测试方法的基础上，本文研究了软磁材料磁芯在偏置磁场作用下的交流磁导率测试方法，偏置磁场包括直流偏置磁场和频率为50Hz与150Hz的交流偏置磁场。为抑制测试同路与偏置磁场加载回路之间的耦合，采用“双磁芯双线圈法”加载偏置磁场。两个磁芯线圈具有相同的电磁参数，因此同一回路中两个线圈的感应电动势会相互抵消，从而抑制了两个回路之间的耦合。直流偏置磁场加载时的测试方法采用“改进的伏安法”和“矢量网络分析仪阻抗测试法”；交流偏置磁场加载时的测试方法采用“矢量网络分析仪阻抗测试法”，并使用矢量网络分析仪的“平均扫描测试”功能以克服交流偏置磁场引起的阻抗测量的不稳定。
本文采用所研究的交流磁导率测试方法测量了锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铁粉芯和坡莫合金的复磁导率。试验结果显示：锰锌铁氧体和坡莫合金适合要求高磁导率和高饱和磁感应强度且没有偏置磁场叠加的低频(<1MMz)应用；镍锌铁氧体适合对磁导率要求不高、偏置磁场不大的高频(>1MHz)应用
；铁粉芯则特别适合在高偏置磁场作用下使用。另外，通过测量开气隙的锰锌铁氧体磁芯的磁导率发现，气隙的引入虽然会导致磁导率显著地降低，但能够有效地改善软磁材料的偏磁性能。
本文还研究了采用双通道示波器的软磁材料脉冲磁导率测试方法，并测量了锰锌铁氧体磁芯的脉冲磁导率。测量数据表明：脉冲磁导率随着脉冲电平增大而增大，直至达到一个极限值，此后脉冲电平继续增大对脉冲磁导率基本没有影响；当脉冲电平保持不变时，脉冲宽度的增大会使得脉冲磁导率迅速地增大。
4.学位论文王海波尖晶石Ni<,x>Zn<,1-x>Fe<,2>O<,4>铁氧体纳米颗粒、块体和薄膜的制备与磁性研究2008
尖晶石铁氧体是一种应用非常广泛的磁性材料，目前被广泛应用在各种磁性器件及通讯设备中。尖品石铁氧体的性质与其化学配比和微结构有着密切的联系，而这些又与其制备过程密不可分。因此，研究尖晶石铁氧体的制备过程对其性质的影响就显得十分重要。
块体ZnFe2O4是一种典型的反铁磁铁氧体材料，其奈耳温度TN=10.5 K，在室温下显示顺磁性。但是近年来，研究者们发现，当颗粒大小减小到纳米尺度后，ZnFe2O4的奈尔温度将会升高，甚至可能在室温下显示出超顺磁性或弱的铁磁性。一般认为这是当颗粒减小到纳米尺度后阳离子分布产生变化造成的。同时，由于相对其它尖晶石铁氧体材料，ZnFe2O4的离子占位比较简单，出现离子占位的变化后容易被观测到，因此是一种很好的用来研究制备方法和颗粒尺寸等因素对阳离子占位及磁性影响的材料体系。
NiZn铁氧体是应用最为广泛的一类复合尖晶石结构铁氧体之一。由于其具有高电阻率和高磁导率，在1 MHt以以上的中高频应用中，是性能最好的软磁材料。因此，国内外对以NiZn铁氧体为代表的高磁导率射频宽带铁氧体材料十分关注。此外，出于降低烧结温度和材料改性的需要，以NiZn铁氧体为基础的各种掺杂和离子替代铁氧体，如NiCuZn、NiCoZn及NiBiZn铁氧体等也进行了广泛的研究。
另一方而，随着半导体集成技术的发展对电子元器件小型化、平面化要求的提高，部分器件将由三维材料向二维材料发展，例如平面薄膜电阻、电容、电感等。而设计平面电子元器件关键的一步就是制备电、磁等各种性能优良的薄膜。由于退磁场和微观结构等与相应块体材料的不同，薄膜材料展现了不同于块体材料的性能。研究对应的尖品石铁氧体薄膜与块体性能的异同，将有助于设计性能更加优良的尖晶石铁氧体材料。
本论文共分九章，主要内容为：
第一章，综述了当前纳米材料的研究进展，介绍了纳米材料的一些特殊效应。然后根据一些具体的例子，介绍了纳米材料磁学上的特殊性，并简单给出了一些目前常用的纳米材料制备方法。以NiZn铁氧体为例，说明了铁氧体纳米颗粒及纳米薄膜的研究意义。
第二章，介绍了尖晶石结构铁氧体的结构及磁性。针对样品的表征分析：介绍了穆斯堡尔效应和超精细相互作用的相关原理，以及高频磁损耗的相关理论。
第三章，介绍了本实验中所使用的Zn铁氧体纳米颗粒、NiZn铁氧体纳米颗粒、烧结体及纳米薄膜的制备方法，包括溶胶凝胶、低温固相反应和NaOH共沉淀方法对ZnFe2O4纳米颗粒的制备，NaOH共沉淀法对NiZn铁氧体和Ni0.15Cu0.2Zn0.65Fe2O4的制备，以及交替射频磁控双靶溅射方法对NiZn铁氧体纳米薄膜的制备。
第四章，对本论文完成过程中所使用的一些分析测试手段给出了介绍，并对其工作原理给出简要地描述。
第五章，讨论了低温固相反应法制备得到的znFe2O4纳米颗粒的磁性，并给出了溶胶凝胶法和NaOH共沉淀法制备的ZnFe2O4的相应结果作为对比。
第六章，使用NaOH共沉淀法制备了NixZn1-xFe2O4(0.1≤x≤0.9)铁氧体，研究了它们的晶体结构、宏观磁性和磁谱，比较了离子配比的不同对其性能的影响，并对x=0.3的样品进行了磁谱的拟合，以确定其共振机制。
第七章，使用NaOH共沉淀法制备了Ni0.015Cu0.2Zn0.65Fe2O4铁氧体，研究了预烧温度和烧结温度的改变对晶体结构和宏观磁性的影响，详细探讨了烧结温度的改变对样品高频磁性和介电性能以及电阻率的影响，重点讨论了其介电性能与微观结构和导电机制的关系，目的是为材料的高频阻抗匹配研究提供指导。
第八章，使用射频磁控交替双靶溅射的方法，在不同条件下制备了NixZn1-xFe2O4(0.2≤x≤0.8)铁氧体的纳米薄膜，研究了不同离子配比、膜厚及热处理条件等实验条件对薄膜结晶、形貌、宏观磁性和高频磁性方面的影响，最后用CEMS研究了薄膜面内磁矩的分布。
第九章对本论文的工作进行了总结，并对将米的工作进行了讨论和展望。
总的来说，本文系统地研究了几种不同的纳米颗粒制备方法对ZnFe2O4宏观和微观磁性的影响；采用NaOH共沉淀法制备了NixZn1-
xFe2O4(0.1≤x≤0.9)铁氧体和Cu替代的NiZn铁氧体(Ni0.15Cu0.2Zn0.65Fe2O4)，研究了他们的高频电磁性能及微观结构；用交替射频磁控溅射制备了NixZn1-xFe2O4(0.2≤x≤0.8)铁氧体薄膜，研究了溅射工艺条件和热处理条件对薄膜磁性的影响，并比较了其高频磁性与NaOH共沉淀法制备的NiZn铁氧体的差异。以上系统的工作，对NiZn铁氧体的实际应用具有一定的参考和借鉴价值，同时本论文中的研究方法对其它尖晶石铁氧体的研究也具有一定的指导意义。
本文链接：https://www.doczj.com/doc/8913854372.html,/Conference_6889241.aspx
授权使用：黄小强(wfxadz)，授权号：ba1971f7-ac42-4467-8029-9e5600c5e69b
下载时间：2010年12月24日
高磁导率锰锌铁氧体材料的发展 软磁铁氧体材料是国民经济中一种非常重要的基础功能材料，广泛应用于各类电子产品中，例如：通信设备，家用电器，计算机，汽车等。近年来，电子产品向轻、薄、短、小方向的发展，对软磁铁氧体材料的性能提出了更高的要求，其中高磁导率锰锌材料是随着市场发展变化最快，市场前景最好的材料之一。高磁导率锰锌铁氧体材料主要用于电子电路宽带变压器，综合业务数字网（ISDN）、局域网（LAN）、宽域网（WAN）、背景照明等领域的脉冲变压器，抗电磁波滤波器等领域。这些领域的磁心基本上是在弱场下工作，这时材料的高磁导率就会显示出独特的优越性。 首先，材料的磁导率较高时，较少的线圈匝数就可以获得需求的电感量，进而有效地降低线圈的直流电阻及由其引起的损耗；其次，使用磁导率高的材料能明显减小变压器的体积，有利于器件和系统的小型化、轻量化。这些特点顺应了电子产品的发展趋势，目前其产量已占全部软磁铁氧体总产量的25%以上。随着通信、计算机、网络等电子信息产业的高速发展，其市场需求以年均20%以上的速度高速增长。因此，国内外相关企业对高磁导率MnZn铁氧体的研究都非常重视，研究成果不断涌现。材料研究进展早期高导材料的发展只是片面追求高磁导率和一定的居里温度。然而，这种材料在实际中的应用十分有限，应用市场大量的需求要求材料不仅要具有高的初始磁导率，同时必须具有良好的温度特性、频率特性、低的损耗、高的阻抗和良好的叠加性能等。这就要求在提高磁导率的同时，兼顾其他性
能参数，使材料性能达到一个很好的平衡。 高磁导率领域的研究已经从简单的追求高磁导率方面转移到提高综合性能上来，这是当前高磁导率铁氧体的发展趋势，其市场需求具有以下一些显著特征： 1．普遍的宽温要求目前，市场需求对许多材料性能都提出了宽温的要求。1）磁导率具有宽温特性。现代通信设备的户外设施，如中继器、增音机、微波接力站、海底电缆、光缆水下设备等，不仅要求耐高温，还要承受严寒，要求通信设备都能可靠稳定地工作。因而很多客户都要求材料在-40～+80°C，甚至到125°C的宽温范围，电感都能满足要求，这就要求材料从低温到高温都具有很高的磁导率。TDK公司的H5C4，是这类材料的典型代表。2）具有高居里点。这种材料主要应用在汽车电子中，由于汽车内的特殊条件，要求工作温度在-50～+150℃，一般高磁导率材料的居里温度很难达到这么高，西门子公司为填补这块空白，专门开发了T39等材料，居里温度大于160℃。3）阻抗具有宽温特性。对用于抗电磁干扰的器件共模扼流圈来说最重要的一个元件指标是阻抗，一些客户要求材料在很宽的温度范围内阻抗都能够满足要求。上面提到的T39就是这方面的材料之一。4）低谐波失真（THD）具有宽温特性。随着网络技术的快速发展，xDSL调制解调变压器得到了广泛的应用。这类材料的磁心要求具有低的THD。现在许多下游企业对磁心THD的要求，不再仅仅局限在常温，往往要求材料在-20℃，甚至更宽的温度范围内的都能满足要求。5）高直流叠加具有宽温特性。TDK公司开发出的
锰锌铁氧体 本文来自维库电子市场网https://www.doczj.com/doc/8913854372.html,/news/, 本文地址：https://www.doczj.com/doc/8913854372.html,/news/html/2007-5-24/38340.html 试制高导锰锌铁氧体 试制：氧化物湿法工艺，原材料按下列配方：Fe2O3：52.1mol%，MnO：23.9mol%，ZnO：24mol%，经湿混砂磨一次喷雾造粒（25kg蒸发量）后，850℃预烧，加入少量微量元素如Bi2O3、Zn2O3、MoO3等，再经二次砂磨二次喷雾干燥造粒（25kg蒸发量），压成φ4×2×1.5环形磁芯。在小型钟罩炉中1400℃烧结4～6小时，烧结过程中严格控制氧含量。磁环的磁导率μi通过HP4284ALCR表测量，用电子显微镜SEM观察磁环表面及断面结构，用EDAX分析表面成份。 选择原辅材料及微量添加元素如Bi2O3、In2O3、MoO3等，获得了初始磁导率达32000的高磁导率MnZn 铁氧体材料。经喷雾干燥后铁氧体粉料颗粒外观形状是实心球状，该粉料具有较好的流动性，同时松装比重较高，对铁氧体毛坯成型非常有利。粉料压制特性对毛坯密度及强度的影响，铁氧体粉料颗粒均已破碎，对应毛坯的密度为3.2g/cm3，较高的毛坯密度对于获得较好的电磁性能如高磁导率和低损耗的铁氧体是十分有益的。铁氧体颗粒形态及成型密度对初始磁导率影响还是比较大的。 微量元素是加入0.02wt%的Bi2O3，0.03wt%的Zn2O3，以及0.04wt%的MoO3，材料起始磁导率为32000，测试条件为：f=1kHz，U=0.05V，N=10Ts，25℃，φ4×2×1.5环。平均晶粒直径为45μm。 Bi2O3及ZnO在烧结过程中的挥发性，向铁氧体中加入过量Bi2O3（为0.08wt%，其中主成份及其它微量元素完全相同）后，由于Bi2O3大量挥发，导致铁氧体磁芯表层存在大量不规则气孔。φ4×2×1.5环内表面和外表面EDAX成份谱线。其中内表面成份是：Fe2O3 : MnO : ZnO : Bi2O3=35.36 : 13.27 : 53.60 : 0.40 mol%；外表面成份是：Fe2O3 : MnO : ZnO : Bi2O3=46.62 : 18.82 : 35.28 : 0.09 mol%，经比较不难发现，内表面Bi2O3和ZnO含量分别是外表面的4倍和1.5倍。说明经过1400℃烧结时，Bi2O3的挥发比ZnO更厉害。料浆参数会影响铁氧体喷雾造粒粉料颗粒形状，以及铁氧体粉料的压制特性，从而影响毛坯的密度及机械强度，并最终影响铁氧体的初始磁导率。 通过精心选择原辅材料，添加微量元素Bi2O3、In2O3 以及MoO3等，并通过严格控制烧结工艺参数在小型钟罩炉中烧结，获得了μi=32000的高磁导率MnZn铁氧体材料。对高密度、轻量化、薄型化的高性能电子元器件的需求量大幅度增长。高磁导率MnZn铁氧体材料由于其特殊的电磁性能，在抗电磁干扰（EMI）噪声滤波器、电子电路宽带变压器、脉冲变压器、综合业务数据网（ISDN）、局域网（LAN）、宽域网（WAN）、背景照明、汽车电子等领域具有非常广泛的应用。高磁导率MnZn铁氧体材料特性主要体现在以下七个方面：高初始磁导率；在宽频下具有较高的磁导率；低损耗因数；低总谐波失真（THD）；在宽温下具有较高的磁导率；磁导率减落系数要小；磁导率的应力敏感性要小。不同的应用领域对高磁导率MnZn铁氧体上述某个或几个方面的性能具有更高的要求。 环形铁心Le和Ae的计算方法 磁场强度通过测量励磁电流后计算得到，磁感应强度是通过测量感应磁通后计算得到，参与计算的样品有效参数Le和Ae将直接与测量结果相关。 磁场强度的计算公式：H = N xI / Le式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。 磁感应强度计算公式：B = Φ / (N xAe)式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。 根据样品尺寸计算样品的有效参数Le和Ae，在不同的行业中，计算方法往往不统一，这可能使测试结果缺乏可比性。在SMTest软磁测量软件中，样品有效参数的计算依照行业标准SJ/T10281。 下面以环形样品为例，讲述样品有效磁路长度Le和有效截面积Ae的计算方法。 第一种情况：指定叠片系数Sx，指定样品的外径A、内径B和高度C。根据SJ/T10281标准，先计算样品的磁芯常数C1和C2，然后根据磁芯常数计算Le和Ae，这是严格按照标准执行的计算方法。 第二种情况：指定材料密度De和样品质量W，指定样品的外径A、内径B和高度C。根据SJ/T10281标准，先计算样品的磁芯常数C1和C2，然后根据磁芯常数计算Le和Ae，并可推算叠片系数Sx，这是另外一种计算
DMR18K 高磁导率Mn－Zn铁氧体材料 特点： ·高起始磁导率 u i =18000±25% ·高居里温度 Tc≥120℃ ·高饱和磁感应强度 B S ≥400mT ·用在变压器中可以使器件小型化、轻型化， 可以减少线圈的匝数 参数测试条件DMR18K μ i25℃;10kHz 18000±25% 25℃;10kHz;1200A/m ≥400 mT B s 80℃;10kHz;1200A/m ≥320 mT 25℃;10kHz ≤3*10-6 tgδ/μ i 25℃;30kHz ≤10*10-6 η B 25℃;10kHz 1.5~3mT ≤0.3*10-3T-1 T C >120 ℃
20 40 60 80100120 10000 120001400016000180002000022000240002600028000 P e r m e a b i l i t y μi Temperature(o C) DMR18K 10 100 1000 02000 4000600080001000012000140001600018000 P e r m e a b i l i t y μi Frequency(kHz) DMR18K i u i ～T 曲线
10 100 102030405060708090100 110120 R e l a t i v e l o s s t a n d /u i (X 10_6 ) Frequency(kHz) DMR18K 200 200 400 600 800 1000 1200 220 240260280300320340360380 400420 F l u x d e n s i t y B (m T )Magnetic field H(A/m) 80o C 25o C DMR18K S tan δ/u i ～f 曲线
高磁导率铁氧体磁环生产工艺流程： 一．颗粒料入库检验： 1．松张比重。 2．颗粒含水量。 3．颗粒流动性。 4．颗粒粒度分布。 二．颗粒料调整 1．使用混料调湿机或手工和料。 2．根据具体情况加入一定比例的硬脂酸锌。 3．将颗粒混和均匀，细粉太多用过滤筛处理。 4．颗粒料太湿要进行烘干或晒干。 5．回收压机细粉待处理。 三．成型 1．正确安全操作使用压机和模具。 2．按产品作业指导压制坯件。 3．压制产品要自检。 4．压制检验员要按程序巡检。 5．编制成型批号单。 四．烧结 1．开窑前先由装坯人员按要求将坯件装上窑车，正确装码，认真检查。 2．装坯要先在承烧板上撒上氧化铝粉，有时要先放垫片，再进行装坯。 3．烧结时按钟罩窑操作规定进行，控制升温速度，烧结温度，烧结气氛。 4．掌握窑炉烧结状况，进行记录 5．正确换装硅碳捧，热电偶。 6．烧结完成，待窑温冷却至常温后开炉，由装坯人员将产品御下窑车。 五．产品研磨 1．用振动砂磨机进行操作，把凸出磁环表面的毛刺或氧化层磨掉，也将锐角倒圆和抛光2．按批次进行研磨，掌握磨光程度，进行翻动，注意安全 3．正确使用机器，合理使用研磨石，节约用水 六．喷涂烘干 1．掌握使用操作喷涂设备。 2．按要求做好产品喷涂，保证产品质量。 3．喷涂好的产品，进烘室烘干。 七．分检测试包装 1．对产品进行分档，剔除不合格品
2．检验尺寸和电性能测试， 3，如用自动电感分选机或自动分档机，要正确操作 4．如用参数测试仪，LCR数字电桥等测试，要正确使用。 5．对不用喷涂的产品直截进行包装进盒，进箱，贴上标签入库 6．对需要喷涂的产品，待喷涂完成后再进行耐压测试，抽检后，进行装盒或吸塑，进箱包装入库。 7．如用吸塑包装，要掌握吸塑温度，正确操作。 胡秋贵 2012．3．31
高磁导率MnZn铁氧体的配方和烧结工艺 摘要：高磁导率MnZn铁氧体作为现代电子行业和信息产业中的一项基础性材料，在现代信息技术的不断发展中，高磁导率MnZn铁氧体正在向着高频率、低损耗的方向发展，促进着人们对高磁导率MnZn铁氧体配方和烧结工艺研究力度的不断加深。在提高MnZn铁氧体磁导率上，其主要是通过优化配方和改善烧结工艺来实现的，基于此，文章以综述的方法，对高磁导率MnZn铁氧体的配方和烧结工艺进行了阐述。 关键词：高磁导率MnZn铁氧体配方与烧结工艺 随着我国科学技术水平的不断提高，在国外加强对MnZn铁氧体材料的研究基础上，我国加强对MnZn铁氧体配方和烧结工艺的研究，这对我国MnZn铁氧体生产工艺和性能的提高和整个软磁铁氧体材料生产水平的提升都有着重要的价值。 一、高磁导率MnZn铁氧体的配方研究 高磁导率MnZn 铁氧体在设计配方的过程中，其需要遵循三个方面的原则：一、配方必须保证产品的使用要求。在满足产品使用性能需要的前提下，以理论为指导，根据经验确定高磁导率MnZn 铁氧体产品的配方点和配方区，尽量满足稳定性好的要求。二、尽可能采用性能良好的原料。在配方区选择不同的配方点，并在相同的工艺下进行配方实验，已将材料的潜力得到充分发挥。必要时，可对配方点进行调整，采用惨杂方法对配方进行检验。三、生产配方的配置中，对于生产工艺所产生的影响要充分的考虑，并严格的进行生产实践上的验证。在高磁导率MnZn 铁氧体生产配方的配置中，产品配方的物理性能不仅要好，在原料的供应上也要充分，并具备比较低的生产成本，便于生产中进行控制。 总所周知，一个产品性能的好坏是由配方所决定的，这一理论在任何产品的生产中都适用。软磁铁氧体材料中，高磁导率MnZn 铁氧体的结构形式呈现着一种混合型的尖晶石结构，在分子式的表达上为ZnxMn1- xFe2O4。所以，高磁导率铁氧体配方的确定和选择，首先需要对各种成分的磁特征进行充分的研究，并对各种成分的应用特征和各参数关系认真的分析，从参数和各离子的组成关系中来确定制备的配方。一个最佳的铁氧配方是在特定的原料和工艺下确定的，产品制备的过程中，一旦条件发生变化，配方就需要通过实验重新进行调整。因此，在确定高磁导率铁氧配方时，不仅要保证产品的质量能够最大程度的满足产品应用要求，还需要尽可能的采用性能良好、成分稳定的原料，以使配置出的铁氧体，在性能的重复性上更好。 高磁导率MnZn 铁氧体在生产的过程中，为了更好的满足产品的使用性能，提高材料的应用广度，一般都会在配方中加入少量的金属盐类杂质或金属氧化物。高磁导率MnZn 铁氧体配方中，杂质的加入需要从其作用出发，而在便于铁氧体固相反应和烧结情况的促进上，可以加入改善铁氧体磁铁特性的外加剂或
非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。铁磁性材料的相对磁导率μr=μ/μ0如铸铁为200～400；硅钢片为7000～10000；镍锌铁氧体为10～1000；镍铁合金为2000；锰锌铁氧体为300～5000；坡莫合金为20000～200000。空气的相对磁导率为；铂为；汞、银、铜、碳(金刚石)、铅等均为抗磁性物质，其相对磁导率都小于1，分别为、、、、。 铁粉心 磁导率10左右材料以优良的频率特性和阻抗特性良好的温度特性是雷 达和发射机滤波用电感器最佳材料； 磁导率33材料最适合在几十A到上百A的大电流逆变电感器，如果对体积和温升要求不高，可以使用其做频率底于 50KHz的开关电源输出电感器，APFC电感器； 磁导率75材料是做差模电感器和频率在20K左右的滤波电感器储能电感器的高性价比材料。 铁镍50 该材料最适合用做差模电感器但是价格很高，由于原来国内能做铁镍钼 的厂家做的铁镍钼性能很差，所以一些开关电源厂家和军工客户都使用 铁镍50材料做储能电感器，其实这是错误的选择，因为这种材料的损 耗仅好于铁粉心，是铁硅铝的2倍左右，是铁镍钼的三倍左右，但是该 材料同样磁导率下，直流叠加特性好于铁硅铝材料， 虽然它的Bs值达14000Gs，但是由于磁滞回线的形状不一样，所以它的 直流叠加特性并不好于铁镍钼材料（只是原来国内能做的厂家做的性能 较差）。 铁硅铝
高性价比材料，是铁粉心的替代品（不包括低磁导率铁粉心）。 铁镍钼 价格与铁镍50相当（我公司），损耗最低材料，频率特性最好的材料， 如果将您正在使用的国内公司的铁镍50材料换成我公司的铁镍钼材料 将大大提高您的模块效率。不信您可以索要样品适用。 四种金属磁粉心性能和价格对比 磁粉心类型项目 铁粉 心 铁硅 铝 铁镍 50 铁镍 钼 初始磁导率6～125 26、60、 75、90、 125 60、75、 90、125 60、75、 90、 125、 147、 160 饱和磁通密度Bs（mT）100010501400700尺寸（仅以环型为例，外径mm） φ～φ 102 φ～φφ～φφ～φ 损耗(100kHz,100mT,mW/cm2)5000 (磁导 率为 9001100700
材料特性 MATERIAL CHARACTERISTICS ● HP1型高磁导率铁氧体材料 High permeability ferrite material HP1 特性符号单位条件 HP1 Characteristics Symbol Unit Condition 起始磁导率 μi5000±25% Initial permeability 相对损耗因数 tanδ/μi100kHz＜15×10-6 Relative loss factor 饱和磁通密度* Bs mT1194A/m420 Saturation flux density* 剩磁* Remanence*Br mT110 矫顽力* Coercivity*Hc A/m10 相对温度系数 αμr1/K(×10-6) 25~70℃－0.5~2 Relative temp. coefficient 材料磁滞常数 ηB1/mT 1.5～3mT＜1.5×10-6 Hysteresis material constant 居里温度 Tc℃＞140 Curie temperature 电阻率* Resistivity* ρ?·m1 密度* Density*d kg/m3 4.85×103 注： 1、如无说明，各项数值均在室温下用Φ25×Φ15×10环型磁心测得。 2、*为典型值。 Note: 1.The values were obtained with toroidal core Φ25×Φ15×10 at room temperature unless otherwise specified. 2. * Typical value.
锰锌铁氧体结构性能的研究及发展概况3 李 雪1,2,张俊喜1,2,刘国平3,颜立成4 (1 上海电力学院电化学研究室国家电力公司热力设备腐蚀与防护重点实验室,上海200090;2 上海大学环境与化学工程学院, 上海200072;3 上海宝钢天通磁业有限公司,上海201900;4 杭州师范大学教务处,杭州310036) 摘要 围绕锰锌铁氧体的尖晶石结构和性能的关系,分析了锌含量、晶粒尺寸、晶界等微观结构参数以及微量 元素掺杂等主要因素对锰锌铁氧体结构性能的影响。介绍了今后软磁铁氧体研究的主要方向、性能要求、国内外的研究情况及最新进展。近期研究表明,目前国内外除注重功率型和高磁导率锰锌铁氧体的研究之外,还比较关注锰锌铁氧体的改性研究及其在纳米科技领域的应用和用废旧材料为原料的环保节能型新工艺;锰锌铁氧体今后将进一步向高频、高磁导率和低损耗方向发展,同时注重材质特性的适应性和生产工艺的优化。 关键词 锰锌铁氧体 结构 性能 发展状况Research on St ruct ure and Properties of Mn 2Zn Ferrite and It s Develop ment L I Xue 1,2,ZHAN G J unxi 1,2,L IU Guoping 3,YAN Licheng 4 (1 Key Laboratory of State Power Corporation of China ,Electrochemical Research Group ,Shanghai University of Electric Power ,Shanghai 200090;2 School of Environmental and Chemical Engineering ,Shanghai University ,Shanghai 200072;3 Shanghai Bao Steel Tiantong Magnetic Materials Co.Ltd ,Shanghai 201900;4 Hangzhou Teachers College ,Hangzhou 310036) Abstract The influences of the content of Zn ,parameters of microstructure such as size and interphase of crys 2tal and the dopants on the relationship between structure and magnetic properties of Mn 2Zn ferrite are analyzed.The requirements are reviewed with reference to the current research situation and development.At present ,researches on modification of Mn 2Zn ferrite and its applictation in nano technology field are concerned besides the developments of power ferrites and high permeability ferrites.In addition ,the investigation on using waste materials especially attracts attention.The trend henceforth is still high power and permeability and low loss as well as adjustability and optimiza 2tion of process. K ey w ords Mn 2Zn ferrite ,structure ,property ,development 3上海市基础重点项目(06J C14033);上海市重点学科建设基金(P1304) 李雪:女,1984年生,硕士 E 2mail :lixue0304@https://www.doczj.com/doc/8913854372.html, 张俊喜:男,1969年生,博士,教授,长期从事无机材料合成、电化学的研究 E 2mail :zhangjunxi @https://www.doczj.com/doc/8913854372.html, 0 前言 20世纪30年代以来,由于软磁铁氧体固有的特性,人们对 其产生了浓厚的兴趣,并开展了广泛的研究[1,2]。软磁铁氧体 材料作为一种重要的基础功能材料,广泛用于通信、传感、音像设备、开关电源和磁头工业,随着这些行业的快速发展和电子仪器、设备的体积趋于小型化,对高密度化、轻量化、薄型化高性能电子元器件的需求量大幅度增长,使得高性能软磁铁氧体材料的需求量与日俱增,应用市场非常广阔。同时,用户对锰锌铁氧体的质量和性能提出了越来越高的要求,也使软磁铁氧体的制备工艺不断发展。锰锌铁氧体的磁学性能与该材料的成分和组织有着密切的关系,锰锌铁氧体的制备方法也对其性能有着显著的影响[3]。本文从锰锌铁氧体的结构、性能的研究进展及发展趋势等方面对其作了综合介绍。 1 锰锌铁氧体的结构与性能 1.1 软磁铁氧体的结构及性能 锌铁氧体是正尖晶石型,全部二价锌离子都占据A 位,可 以写成Zn 2+[Fe 3+]O 42-([]外阳离子表示A 位,[]内阳离子表示B 位,下同)。锰铁氧体是混合型尖晶石型,分子式为 Mn 1-x -y 2+ Fe 1+x +y 3+O 42-。以转化度δ=0.2的锰铁氧体为 例,δ=0.2是指有80%的Mn 2+占据A 位,剩余20%占据了B 位,而A 位空下来的位置就由Fe 3+占据,分子式可以写成 Mn 0.82+Fe 0.23+[Mn 0.22+Fe 0.83+]O 42-。Zn 2+的加入一般占据A 位,分子式可以写成Zn x Mn 1-x Fe 2O 4,金属离子分布为Zn x 2+Mn y 2+Fe 1-x -y 3+ [Mn 1- x -y 2+ Fe 1+x +y 3+]O 42-,它将A 位 的部分Fe 3+赶到B 位,分子磁矩增大,这在x <0.4时成立。当x 的值增大到0.4时(0K ),磁感应强度可以达到线性上升状态。但是如果x 的数值继续上升(x >0.4～0.5),随x 增加,饱和磁感应强度反而下降。锰锌铁氧体整体也会变成正尖晶石型,即B 位上不再有Mn 2+,A 位上也不再有Fe 3+。由于Zn 2+是非磁性离子,加入较多时,使A 位上的磁性离子数减少,即 A 2 B 位能产生A 2B 超交换作用的磁性离子对数减少,减弱了A 2B 间的超交换作用,而在B 2B 位间增强,居里点下降。B 位上 失去与A 位交换作用的那些磁性离子,受到它邻近B 位磁性
Mn-Zn 高磁導率鐵氧體材料特性 Mn-Zn High Permeability Ferrite Material Characteristics 特性單位 JPH–5JPH–7JPH–10JPH–10F Characteristics Unit 初始磁導率μi -5000±25%7000±25%10000±30%10000±30% Initial permeability 比損失因子tanδ/μi 10-6<6.5 (10kHz<6.5 (10kHz<7.0 (10kHz<1.6 (10kHz Relative loss factor 初始磁導率溫度係數–0.5 ~ 3.0–0.5 ~ 3.0–0.5 ~ 2.0–0.5 ~ 2.0 Temperature factor of10-6(20℃ ~ 60℃(20℃ ~ 60℃(20℃ ~ 60℃(20℃ ~ 75℃ initial permeability 飽和磁通密度 Bs mT420410400420 Saturation fluxDensity H=1194A/m 剩磁 Br mT1401359075 Remanence 矯頑力 Hc A/m87.57.54 Coercivity 電阻率ρ Ω-m20.150.10.3 Electrical resistivity
滅落因子 D f 10-6<3.5<3.5<3.0<3.0 Disaccommodation factor 居里溫度 Tc ℃>135>125>120>120 Curie Temperature 密度 kg/m3 4.8x103 4.9x1033 5.0x103 Density 4.9x10 磁芯種類 -EE、EI、UU EE、EI、UU EE、EI、UU EE、EI、UU Core Type RM、EP、OR RM、EP、OR RM、EP、OR RM、EP、OR Test core:OD=25mm TH=8mm ID=15mm JPH-5、JPH-7、JPH-10、JPH-10F材料特性曲線圖 Curve Graph of JPH-5、JPH-7、JPH-10、JPH-10F Material Characteristics