lv功能陶瓷材料论文
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几种常见的功能陶瓷内容摘要功能陶瓷是一类在光、电、力、声、化学、生物等方面具有特殊功能性质的材料,由于其众多方面的功能,故功能陶瓷种类繁多,应用广泛。
本文首先详细的对两种常见的功能陶瓷---压电陶瓷、生物陶瓷作了介绍,总结分析了他们的发展历史和现状并预测了他们未来的发展趋势。
随着压电陶瓷组分的改变,机电耦合系数、机械品质因数、弹性系数、压电常数等一系列参数有了重大改善,未来压电陶瓷将朝着复合型、高居里、无铅化几个方向发展,势必成为一种具备优良性能且环保的优秀功能材料。
生物陶瓷具有良好的生物可容性、无毒性、且性能稳定,广泛应用在医学治疗的许多环节,举例介绍了三大类生物惰性、活性、可降解陶瓷,其未来发展趋势是“活的”、复合型、多孔的、纳米级的等等,是绝对优于金属及有机材料的无毒害的功能材料。
之后对其他功能陶瓷的功能与应用做了简要介绍,如超导陶瓷、磁性陶瓷、敏感陶瓷、化学陶瓷。
【关键词】功能陶瓷压电陶瓷生物陶瓷发展历史及现状未来趋势Several Common Functional CeramicsAbstractFunctional ceramics is a kind of material, which has optical,electrical, mechanical, acoustic, chemical and biological propeties. Because of it’s various function, functional ceramics is classified into many categories. This paper firstly introuduces two common functional ceramics-piezoceramics and bioceramics, mainly summrizes their development and research status, then outlines the development prospects. With the change of piezoceramics’ composition, a series of parameters such as electro-mechanical coupling factor, mechanical quality factor, coefficent of elasticity and piezoelectric constant have been significantly improved. The future trend of piezoceramics is composite, high T c and lead-free. The biological ceramics has good biological adaptability, avirulence, and stable property ,so it has widespread application in medical treament, the paper simply introduces three kinds—inert ceramics,active ceramics and degradable ceramics. Bioceramics’ future development trend is “live”, composite, porous, nano-level etc.It is a kind of material without posion, which is much better than metals and organic materials. At last, the article gives a brief introduction of other functional ceramics such as superconducting cramics, magnetic ceramics, sensitive ceramics and chemical ceramics.【Key words】Functional ceramics Piezoelectric ceramics Biological ceramics Development and research status Prospects目录一、前言 (1)二、正文 (1)(一)压电陶瓷 (1)(二)生物陶瓷.....................................................(错误!未定义书签。
学年论文`题目:功能陶瓷材料学院:化学学院专业年级:材料化学2012级学生姓名:廖彦学号:20120512263 指导教师:周健职称:教授2015年4月17日成绩功能陶瓷材料材料化学专业 2012级廖彦指导教师周健摘要:随着现代新技术的发展,功能陶瓷及其应用正向着高微型化、薄膜化、精细化、多功能集成化、高性能和复合结构方向发展。
根据功能陶瓷材料的应用前景,本文介绍了几种重要功能陶瓷材料的性能、应用范围,同时介绍了功能陶瓷材料今后的发展趋势。
关键词:功能陶瓷;功能陶瓷材料;应用;发展趋势Abstract:with the development of the modern new technology, high functional ceramics and its application is toward miniaturization, thin films, the refinement, multifunctional integration, high performance and complex structure. According to the application prospect of functional ceramic material, this paper introduces several kinds of important functional ceramics material performance, application range, and introduces the development trend of functional ceramic materials in the future.Key words:functional ceramics; Functional ceramics materials; Application; The development trend1功能陶瓷材料概述利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。
功能陶瓷的性质与应用功能陶瓷的性质与应用功能陶瓷是一种具有特殊性能和功能的陶瓷材料,广泛应用于多个领域。
它的独特性质使得它在高科技产业中具有重要的地位。
首先,功能陶瓷具有优异的物理性能。
它们通常具有较高的硬度、强度和耐磨性,能够承受较高的温度和压力。
这些性能使得功能陶瓷在航空航天、汽车制造和能源领域中得到广泛应用。
例如,它们可以用于制造飞机发动机部件和汽车发动机零件,以提高其性能和耐久性。
其次,功能陶瓷具有良好的电学和磁学性能。
它们具有较低的电阻率、较高的介电常数和磁导率,可以用于制造电子元件和磁性元件。
功能陶瓷在电子器件、通信设备和计算机领域中起着重要作用。
例如,它们可以用于制造电容器、磁头和传感器,以满足现代科技的需求。
此外,功能陶瓷还具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性。
它们能够抵抗酸、碱、溶剂等腐蚀介质的侵蚀,能够在恶劣环境下长时间稳定工作。
这使得功能陶瓷在化工、医疗和环境保护等领域得到广泛应用。
例如,它们可以用于制造化学反应器、人工关节和废水处理设备,为人们提供更安全和健康的生活环境。
除了上述应用领域,功能陶瓷还广泛应用于光学、光电和生物医学等领域。
它们具有良好的光学透明性、光学非线性和生物相容性,因此在激光器、光纤通信和生物传感器等方面发挥着重要作用。
这些应用推动了功能陶瓷技术的不断发展和创新。
总结起来,功能陶瓷具有独特的性质,广泛应用于各个领域。
它们推动了现代科技的发展,提高了工业生产效率和产品质量,改善了人们的生活品质。
随着科技的不断进步,功能陶瓷的研究和应用前景将更加广阔,为人类创造更多的可能性。
高功能陶瓷材料的研究与应用随着科学技术的不断进步,高功能陶瓷材料作为一种具有优异特性的材料在各个领域得到了广泛的研究和应用。
高功能陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性以及良好的电学、光学性能等特点,因此被广泛应用于电子、能源、航空航天、医疗器械等领域。
一、电子领域高功能陶瓷材料在电子领域的研究和应用具有巨大的潜力。
其中,氧化锆陶瓷被广泛应用于电子元件和绝缘子件,因为它具有良好的绝缘性能和高温稳定性。
此外,氧化铝陶瓷也被用于集成电路的封装材料,其低介电常数和稳定的性能使其成为了高频电路的理想选择。
二、能源领域在能源领域,高功能陶瓷材料也发挥着重要的作用。
例如,氧化铝陶瓷作为固体氧化物燃料电池的电解质,具有优异的离子传导性能和高温稳定性,可以提高燃料电池的效率和寿命。
此外,钛酸锂陶瓷在锂电池中广泛应用,它具有高离子传导性能和优良的化学稳定性,可以提高锂电池的循环性能和安全性。
三、航空航天领域高功能陶瓷材料在航空航天领域的应用主要体现在航天器的制造和发动机的改进方面。
陶瓷基复合材料具有优异的高温强度和轻质化的特点,因此被广泛应用于飞机和导弹的制造中,能够提高其结构强度和热稳定性。
此外,陶瓷涂层材料也被应用于喷气发动机的涡轮叶片表面,以提高其耐磨性和耐高温性能。
四、医疗器械领域高功能陶瓷材料在医疗器械领域的应用日趋广泛。
例如,氧化锆陶瓷用作人工关节和牙科修复材料,具有优异的生物相容性和机械性能,可以显著延长人工关节和牙科修复的使用寿命。
此外,生物陶瓷作为一种新型的组织工程材料,可以用于修复骨骼缺损和牙齿缺失,具有良好的生物相容性和生物活性。
总结而言,高功能陶瓷材料的研究和应用具有广阔的前景和潜力。
随着科学技术和工艺的不断发展,高功能陶瓷材料的性能将得到进一步的提升,其在各个领域的应用也将更加广泛。
未来,我们可以期待高功能陶瓷材料在电子、能源、航空航天和医疗器械领域发挥更大的作用,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
功能材料论文功能陶瓷论文数学课本中阅读材料的功能不容忽视摘要:数学课本中安排了一些阅读材料,它接近学生的生活实际,具有趣味性、科学性、实用性等功能,它是教材不可分割的一部分。
既可以培养学生的自学能力,训练学生数学思维的方法,又可以扩展学生的视野,还具有德育教育功能,因而这些阅读材料不能被老师淡化或忽视。
在具体操作中,可以直接作为导入材料,也可以让学生课外自学,培养能力,更可以在课堂中就学生的难点进行讨论、质疑等等。
关键词:阅读材料自学能力学习兴趣德育功能从内容上看,苏科版教材中的阅读材料内容丰富,选取的材料具有实用性、趣味性,加强了数学与生活的联系。
如阅读材料中漫长的历程概率小史、三角学与它的应用,这些都属于数学史的内容。
分类、归纳、转化、实际问题数学化、夹逼法等,这些都属于数学思想方法的内容。
互为有理化因式、一元二次方程近似解法、全等变换、位似变换等这些都是教学内容的延伸,这些内容绝大多数与中考内容有密切的联系,你能说这些材料没有用吗?相反,它们具有以下的多种教育功能。
一、阅读材料是培养学生自学能力的好素材曾经有一位伟人说过:“21世纪的文盲不是不识字的人,而是不会自学的人。
”培养学生的自学能力是我们教师的首要任务,苏科版教材短小精悍图文并茂,所选读的材料符合学生心理和认知的实际,通俗易懂是学生自学的好素材。
二、阅读材料具有激发学生学习兴趣的功能“兴趣是学生最好的老师”,学生对这个学科具有兴趣,他就能学好这一学科。
苏科版教材的阅读教材贴近学生生活,使学生感到数学就在身边,数学来源于生活实际。
如阅读材料倒过来想——借用司马光砸缸让水离开人来说明数学上的重要思想方法——分析法,学生读这个材料感觉很有趣。
再如历史上的分赌注问题,促使概率论的产生,学生读了这个材料后,他的学习动机、学习兴趣将会被激发。
三、具有“教人以鱼不如授之以渔”的功能数学思想方法是数学的灵魂,是学生解题的法宝。
苏科版阅读材料中有8篇是介绍初中数学思想方法的,并且它们都是在学过有关知识之后总结归纳出来的,学生一看就懂、一学即会。
陶瓷材料论文
陶瓷材料在现代工业中起着重要的作用,具有良好的机械性能、耐高温、耐腐蚀和绝缘性能等优点。
以下是一篇关于陶瓷材料的700字论文。
陶瓷材料是一种重要的无机非金属材料,广泛应用于各个领域。
它们通常由氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等组成,并通过高温烧结或热处理等工艺得以制备。
首先,陶瓷材料具有出色的机械性能。
与金属材料相比,陶瓷材料的硬度更高,具有很高的抗压强度和抗拉强度。
它们能够承受较大的载荷,在高温和极端环境下依然能保持强度。
这使得陶瓷材料广泛应用于汽车制造、航空航天和电子设备等领域。
其次,陶瓷材料具有良好的耐高温性能。
由于其高熔点和低热膨胀系数,陶瓷材料可以在高温环境下工作,不易软化或熔化。
这使得陶瓷材料成为高温熔铸、壁炉砖、火炮护套和航天器件等领域的理想材料。
此外,陶瓷材料还具有耐腐蚀和绝缘性能。
多数陶瓷材料具有很好的化学稳定性和抗腐蚀性,能够承受酸、碱和溶剂等腐蚀介质的侵蚀。
同时,陶瓷材料是优秀的绝缘体,可以在高电压环境下使用,避免电流泄漏和电击事故。
然而,陶瓷材料也存在一些不足之处。
由于其脆性较高,易于在受到外力作用时发生断裂。
因此,在工程实践中,常常
需要采取合适的加工工艺和设计措施来避免陶瓷材料的脆性断裂。
总的来说,陶瓷材料具有较好的机械性能、耐高温、耐腐蚀和绝缘性能等优点,被广泛应用于各个领域。
随着科学技术的进步,人们对陶瓷材料的研究也在不断深入,进一步发展和改进陶瓷材料的性能,以满足日益增长的工程需求。
希望本论文对理解和推广陶瓷材料有所帮助,为相关研究和工程设计提供参考依据。
陶瓷装饰材料经典论文第一篇:陶瓷装饰材料经典论文1.陶瓷装饰材料的意义与目的:“陶瓷装饰材料”多指用来装饰陶瓷制品的固体颜料,液体颜料.液体颜料.贴花纸等材料。
除色胚色釉彩饰外,装饰的主要方法是釉上彩、釉中彩、釉下彩。
其中,釉上彩因装饰手法灵活,花色品种繁多,色彩丰富多样,彩烤温度较低等特点而占主要地位。
陶瓷装饰一般是指设计角度,根据人们物质和精神功能的要求,利用不同的陶瓷装饰材料和相应的工艺技术对陶瓷制品表面进行工艺处理的总称。
也就是说如同其他实用工艺美术形成一样。
陶瓷装饰是审美功能,物质技术条件和艺术表现手法的综合体现。
是科学技术和艺术形成的统一。
它既是物质产品,又是精神产品;既是商品,又是艺术品。
因此,它必须符合“适用、经济、美观”三大设计原则,不但要担负起丰富.美化人民生活.陶冶人们精神的使命,还要担负起满足人民生活的物资、文化艺术交流发挥重大作用。
陶瓷装饰在物质上又在精神上都是为社会服务的。
所以,每一件陶瓷品物的装饰应该具备上诉的生产性和商品性外,还应该有其思想性和艺术性。
所谓思想性就是装饰通过器物的使用,传达给人的思想感情,引起人们的思想共鸣。
艺术性就是通过一定的艺术表现形式来给人们一定的美的感受,陶冶人们的艺术情操。
尽管陶瓷材料近年来才被运用于现代装饰,但因其材料(硅酸盐材料)的硬度、耐磨、耐酸、耐碱、耐冷、耐热等性能优越的特点和机理的变化,是其它材料所无法抗衡的。
因而起到了今天形式多样、风格迥异、用途广泛扽局面,为丰富人们物质和精神生活、美化环境起到了其它装饰材料不可取代的作用。
这种被称为永久性的环保材料—陶瓷在当今的环境装饰与家具设计中的广泛应用,形成了一定的趋势,为现代装饰材料注入了新的活力。
2.材料化学与陶瓷材料的关系:线代材料化学是一门以现代材料为主要研究对象的化学组成、结构(电子结构、晶体结构和显微结构)与材料性能和效能之间的关系及其合成(制备)方法、检测表征、材料与环境协调等问题的科学。
广东科技2010.7总第241期功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、力、化学或生物功能等的介质材料。
功能陶瓷材料种类繁多,用途广泛,主要包括铁电、压电、介电、热释电、半导体、电光和磁性等功能各异的新型陶瓷材料。
它是电子信息、集成电路、移动通信、能源技术和国防军工等现代高新技术领域的重要基础材料。
随着现代新技术的发展,功能陶瓷及其应用正向着高可靠、微型化、薄膜化、精细化、多功能、智能化、集成化、高性能、高功能和复合结构方向发展。
1四类功能陶瓷材料及其研究进展利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。
功能陶瓷种类繁多,用途各异。
例如,根据陶瓷电学性质的差异可制成导电陶瓷、半导体陶瓷、介电陶瓷、绝缘陶瓷等电子材料。
1.1导电陶瓷导电陶瓷具有良好的导电性能,而且能耐高温,是磁流体发电装置中集电极的关键材料。
半导体陶瓷指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料。
与单晶半导体不同的是,半导体陶瓷存在大量晶界,晶粒的半导体化是在烧结工艺过程中完成的,因此具有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件,特别适用于作为敏感材料。
除半导体晶界层陶瓷电容器外,目前已使用的敏感材料,主要有热敏材料、电压敏材料、光敏材料、气敏材料、湿敏材料等。
如PTC(positive temperature coefficient 的缩写)材料在国内无论是基础理论研究还是工业生产规模都有长足进步,其应用范围已渗透到航天、航空、航海、无线通讯、有线通讯、电子工业和民用电器等各个领域。
而铬酸镧(La-CrO 3)是一种钙钛矿型(ABO 3)复合氧化物,具有很高的熔点(2490℃),它在掺杂Ca 、Sr 和Mg 等二价碱土金属后具有很多特殊的性质。
在高温发热材料、固体氧化物燃料电池连接材料、催化剂、NTC 热敏电阻等方面都得到广泛的应用,是一种很有前途的功能陶瓷材料。
高温超导陶瓷指相对金属而言具有较高超导温度的功能陶瓷材料。
功能性陶瓷材料的设计与优化近年来,功能性陶瓷材料在各个领域得到了广泛的应用。
功能性陶瓷材料的设计与优化是实现其性能提升和应用拓展的关键。
本文将探讨功能性陶瓷材料的设计与优化的方法和策略。
一、功能性陶瓷材料的特点和应用陶瓷作为一种传统材料,具有硬度高、化学稳定性好、耐高温等特点,广泛应用于电子、航空航天、能源、环保等领域。
然而,传统陶瓷材料在某些方面仍然存在不足,例如强度低、断裂韧性差等。
为了满足工程领域对材料性能的更高要求,功能性陶瓷材料应运而生。
功能性陶瓷材料通过对材料的组分和结构进行调控,赋予其特殊的性能和功能。
例如,磁电陶瓷可以实现电-磁相互转换,应用于传感器和声学设备;压电陶瓷具有压电效应,广泛应用于声波传感和振荡器;氧化锆陶瓷作为高温结构材料,具有良好的热稳定性和机械性能,在航空航天领域有重要应用等。
二、功能性陶瓷材料设计的方法功能性陶瓷材料的设计需要综合考虑材料的组分、结构和加工过程等因素。
下面介绍几种常见的设计方法。
1. 激光沉积成形技术激光沉积成形技术是一种利用激光熔融和凝固的方法来制备复杂形状的陶瓷材料的先进制造技术。
通过控制激光熔融的温度和速度,可以实现对材料的微观组织和晶体结构的调控,从而改变材料的性能和功能。
激光沉积成形技术已经成功应用于生物医学、传感器和电子器件等领域。
2. 添加剂的控制在功能性陶瓷材料的设计中,添加剂的选择和控制至关重要。
添加剂可以调整材料的晶体结构、界面性能和烧结性能,从而实现对材料性能的改善。
例如,通过添加微量的氧化物掺杂剂,可以增强陶瓷材料的力学性能和导电性能。
3. 复合陶瓷材料的设计复合陶瓷材料的设计是一种将不同类型的陶瓷相结合,形成新的结构和性能的方法。
通过选择不同的陶瓷相和调控其相互作用,可以实现对材料性能的综合调控。
例如,将氧化铝和氮化硅两种陶瓷相复合,可以实现耐磨性和高温性能的双重提升。
三、功能性陶瓷材料优化的策略功能性陶瓷材料的优化是指通过对材料组分、结构和处理工艺等方面的优化,使其性能和功能达到最佳状态。
功能陶瓷材料研究论文苏州科技学院化学生物与材料工程学院材料学专业题目:锰锌铁氧体材料的性能研究与制备*名:**学号: **********指导老师:***锰锌铁氧体材料的性能研究与制备摘要:铁氧体材料是当今一种重要的磁性材料。
二十世纪三十年代以来,由于该种材料固有的特性,人们对这种材料产生了浓厚的兴趣,并开展了广泛的研究。
本文主要从锰锌铁氧体入手,介绍了高磁导率锰锌铁氧体的研究历史及其在信息产业发展过程中的意义和作用,同时从配方优化、烧结工艺、测试方法等方面综述了国内外的研究与发展现状。
关键词:锰锌铁氧体;高磁导率;配方;烧结工艺Abstract:Ferrite materials is a very important magnetic materials at present.For the inherent characteristics of this materials,people had a strong interesting in it and extensive research carried out since the 1930s.This article is mainly about MnZn ferrite,introducing the background,the significance and current state of manufacturing high permeability MnZn ferrite was summed up and at the same time the investigation status about composition,sintering process and methods of analysis was reviewed.Key words:MnZn ferrite;high permeability;composition;sintering process引言锰锌铁氧体就其导电性而论属于半导体,但在应用上是利用其磁学性能。
二十世纪三十年代,由于高频无线电技术迫切要求既具有铁磁性而电阻率又很高的材料,人们对磁性氧化物发生了浓厚的兴趣。
自1935年开始,对尖晶石结构软磁铁氧体进行了系统的研究,其中荷兰Philips实验室物理学家Snoke的工作最有成果,他研究出各种具有优良性能的含锌铁氧体,明确了制备工艺过程,直接促成了1946年铁氧体软磁的工业化。
在各类软磁铁氧体磁性材料中,通常称磁导率大于5000的材料为高磁导率材料。
而其中高磁导率锰锌铁氧体是应用非常广泛的一种功能材料。
这类材料具有高起始磁导率、高品质因素(Q)和高电阻率(ρ)等特点,具有窄而长的磁滞回线,矫顽力低,既容易获得又容易失去磁性。
用这类材料制成磁芯广泛用于通讯、广播、电视、自动控制、航天技术、计算机技术、电子设备及其它电子信息产业中,做各种电感器、电子变压器、扼流器、抑制器和滤波器。
现在高材料的产量已占软磁铁氧体的30%以上。
一.锰锌铁氧体的特性近两年来,世界各大铁氧体公司竞相提高锰锌铁氧体材料技术性能,以适应日益拓展的应用领域,使这种基础功能材料的发展出现了勃勃生机。
在IT产业、电力电子,特别是网络通信等用户的苛求下,为保证设备系统稳定、可靠、高效运行,一种求新、求全的理念,已逐渐主导着铁氧体软磁材料的研发方向[1]。
这就是要求材料具有更高的饱和磁通密度Bs,更好的直流叠加特性,更低的比损耗系数tgδ/μi(包括高磁通密度下的功耗Pc)和总谐波失真系数(THD)以及更宽的使用频率和更广的使用温度范围。
即所谓两宽(宽频、宽温)、两高(高Bs、高DC-Bias性能)、两低(低的比损耗系数tgδ/μi或Pc、低谐波失真THD)兼具的特点。
1.高Bs、高DC-Bias特性高Bs磁通密度材料也就是功率铁氧体材料,其饱和磁通密度Bs 越高,则磁心处于正常工作状态时越不容易饱和。
新的设计理念不再偏重使磁心在高磁通密度下工作以降低铜线绕组功耗,因为Mn-Zn铁氧体磁心在这种情况下功耗会急剧增大,绕组功耗的降低远不能抵偿磁心材料功耗的增加。
所以,新的设计理念是以低的交流励磁电平而不再以高的励磁电平激励元件,即让磁心工作在“可用磁通密度”,而不是硬饱和状态,以避免磁通密度处于磁滞回线非线性区域时导致磁导率陡直下降,磁心绕组因阻抗降低而恶性发热甚至烧毁。
一般“可用磁通密度”为饱和磁通密度的80%,提高Bs的途径不外乎调整工艺,如提高磁心密度和优选配方及有效添加物。
当然,Bs,特别是高温Bs的提高,不仅仅是为了传输更大的功率,同时还可以大大改善磁导率的直流叠加特性。
所谓高直流叠加特性,是指以下几个方面:①在材料的μΔ~HDC性能曲线上,增量磁导率μΔ(或称叠加磁导率)开始下降的临界直流磁场要高,即材料μΔ不变时所能承受的叠加直流电流要高;②在临界直流磁场以上,μΔ的下降趋势越缓慢越好,即叠加上直流以后的磁心电感量不能下降太低,其值越高越好;③上述磁心电感量是在工作的交变场下测得,要求这个交变场频率越高越好,相应的场强也是越高越好;④工作环境要求宽温,用户特别重视高温直流叠加性能,甚至高达125℃,Philips公司3C93材料已实现140℃功耗谷点和相应的Bs要求。
而直流叠加特性的改善,除上述高Bs要求外,还应得益于剩余磁通密度Br值的降低。
理论和实践证明[6],只有提高Bs同时降低Br,即增大ΔB值,使材料的磁滞回线倾斜成恒导型,才具有良好的DC-Bias 特性。
2.低损耗、低失真特性对于Mn-Zn铁氧体材料,降低损耗值是几代人不懈追求的课题。
模拟通信年代,为保证载波通信设备的稳定性,日本NEC/TOKIN公司最早用共沉淀法开发了优铁氧体2001F和超优铁氧体1000SF[7]材料,其特点是μQ乘积高(1000SF达1.25×106),比温度系数αF及比减落系数D F小,特别是磁滞常数ηB大大减小,因而通信系统总谐波失真THD值小。
μQ乘积等于比损耗系数tgδ/μi的倒数,是材料的本征特性之一,当磁心开具气隙后,由于退磁作用,初始磁导率μi 降为有效磁导率μe,其比值μe/μi称为降导比,按斯诺克公式,磁心的μQ乘积不变,所以开气隙磁心的有效Q值及有效αμ、DF及ηB等均按降导比的不同方次幂得到改善。
低频下,铁氧体材料以磁滞损耗为主,其值为磁滞回线的面积与频率的乘积,所以与矫顽力Hc的大小密切相关,配方中Fe2O3含量增加,可使Hc降低,因而磁滞损耗也相应降低。
而高频下剩余损耗占主导地位,这种损耗是由畴壁共振产生的,通过细化晶粒,减少畴壁,抑制畴壁共振,从而降低剩余损耗。
另外,配方中Fe2O3含量增加,或者ZnO含量减少,导致初始磁导率下降,使μ~f特性的共振频率移向高端,也可抑制剩余损耗。
综上所述,合理选择配方,调整Fe2O3含量,优选合适的添加物,可以使μ-T曲线平坦(即K1-T曲线平缓),获得平缓且低值的Pcv-T曲线,使材料在较宽温度范围保持低功耗。
在全面降低三种损耗、改善温度特性的同时,不少研究者都重点研究了磁滞常数ηB的降低方法,同时还研究了磁心形状和线圈结构与ηB三者联合作用对磁心电感总谐波失真THD的影响。
通过对THD的改进,推出了一系列低磁滞损耗材料。
值得注意的是,同一材料不同频率和磁通密度下测得的Pcv-T曲线其形貌走势并不完全相同,特别是谷点不能完全重合而有所偏移,这是因为三种损耗随频率和温度的变化趋势各不相同,则三者间的比例和组成的总损耗值都不会同步变化。
最近在网上看到某种功率材料25kHz至500kHz的四组Pcv-T曲线几乎平行,低温功耗值与高温功耗值完全相同,假如该公司公布的资料没有出错,则再把Bs值提高一个档次,应当属顶级的宽温功率材料。
3.宽温、宽频特性宽温软磁材料适用于航天、舰艇等国防武器装备系统和民用家电仪器仪表等关乎国计民生的众多部门,特别是现代通信设备的户外设施,如中继器、增音机、微波接力站、海底光缆系统的水下设备等等。
如东磁公司去年开发并迅速投产供应外商的几种宽温高直流叠加特性的网络通信用小磁环,最终要求在-40℃~+85℃宽温范围、100kHz 及100~200mV交变场下,叠加8mA直流,电感量满足相应要求。
高Bs低功耗材料向宽温宽频特性方面拓展的工作更是有声有色,日本TDK公司去年推出PC95材料,基本上把PC44、PC45、PC46、PC47材料Pcv~T曲线的谷点连接起来,实现了平缓Pcv~T曲线的宽温低功耗特性,今年十月,又在PC33和PC44材料的基础上,推出了宽温高Bs PC90材料,刷新了TDK公司所有功率材料的高温直流叠加特性记录。
事实上,荷兰Philips公司和日本FDK公司在宽温宽频两方面的工作更为出色。
如Philips公司的3C92材料,100℃Bs值为460mT,140℃还有400mT,100kHz、200mT、100℃条件下Pcv<350mW/cm3;而3C93材料500kHz、50mT、140℃条件下Pcv<300mW/cm3;FDK公司4H45、4H47直到将要公布的4H50,均把高温Bs推向了新的水平,且由于μi的降低,功率材料的应用领域则推向了更高频率。
二.锰锌铁氧体的配方优化锰锌铁氧体属于混合尖晶石结构,分子式为,金属离子分布为其中表示四面体位置(即A位),[]表示八面体位置(即B位)。
分子磁矩的加入,一般占据A位。
它将A位的部分赶到B位,分子磁矩增加,饱和磁感应强度Bs上升,这在x<0.4时成立。
而当x>0.4时,随x增加,Bs反而下降。
由于是非磁性离子,它加入较多时,使A 位上磁性离子数减少,即A-B位能产生A-B超交换作用的磁性离子对数减少。
减弱了A-B超交换作用,居里点下降。
当ZnO的质量分数超过25%时,居里点下降到100℃以下。
B位上失去了与A位交换作用的那些磁性离子,受到它邻近B位磁性离子的B-B超交换作用,使B 位上部分离子磁矩与其他大多数B位离子磁矩反平行,故B位磁矩下降。
众所周知,MnZn铁氧体的磁导率与该材料的各向异性常数K1,磁滞伸缩系数以及应力有密切的关系。
当各向异性常数K1和磁滞伸缩系数接近于0时,材料就表现有较好的初始磁导率。
从锰锌铁氧体的三相组成成分相图可知,当含量大于50%时,其是正值和铁氧体其他部分的负值起局部抵消作用,使铁氧体的具有较低的值。
ZnO含量增加可以降低K1值,但相应的就需要稍减,这样才能维持K1=0和 =0同时出现,从而提高锰锌铁氧体的初始磁导率,目前研究和开发的锰锌铁氧体基本遵守上述的基本成分选择原则。
而在实际研究过程中,成分的选择有所侧重,过铁配方,过量的,在烧结时形成,它除了起着降低铁氧体的K1和值之外,还可以提高Bs以及使居里温度Tc上升。