MnZn铁氧体烧结工艺研究

对于ＭｎＺｎ铁氧体来说，要想获得高性能，必须采用平衡气氛烧结。本文就平衡气氛的基本原理及烧结方法作了简要论述，并结合实例说明了这种烧结方法。     

窑内气流和气氛的均匀性

运用流体力学的原理对气氛保护烧结窑内的气流的状况进行了分析,了在窑内垂直于推进方向的同一截面内气氛差异的原因,并提出了减小气氛差异的办法。     

烧结气氛对锰锌功率铁氧体材料性能的影响

MnZn铁氧体材料要获得良好的电磁性能必须在平衡气氛中烧结,平衡氧分压的控制遵循Blank平衡气氛计算公式。在解析Blank平衡气氛公式的基础上,系统研究了烧结气氛a值、b值以及保温结束点氧分压变化对MnZn铁氧体材料性能的影响。结果发现,气氛a值及降温段气氛对二峰温度的影响效果显著,可达10℃以上,而且通常使用的气氛b值14540烧结效果并不理想,保温段与降温段前后一致的气氛a值更有利于得到更好的材料性能。     

MnZn铁氧体最新进展及其发展趋势

主要介绍了MnZn铁氧体近几年来在理论、材料、工艺、技术等方面的进展及其发展趋势。     

水蒸汽作保护气体烧结锰锌铁氧体

本文扼要地叙述了锰锌铁氧体的烧结机理,针对锰锌铁氧体容易被氧化和还原的特点,介绍了防止锰锌铁氧体氧化和还原的几种方法。根据使用保护气体的原则,采用水蒸汽作保护气体,设计了蒸汽发生装置,制得了起始磁导率μ_(?)≥2000,饱和磁通密度B_(?)≥0.46T,比总损耗P_(?)≤10mW/g,振幅磁导率μ_(?)≥3500,居里温度T_c≥240℃的UY12磁芯。大批生产工艺稳定,是一项颇有经济效益及值得推广的工艺。     

高Bs低损耗MnZn铁氧体的研制

本文论述了高B~s低损耗MnZn铁氧体材料的制造工艺,并通过适当的配方与加杂质来实现较低的功率损耗,进而控制最小损耗点二峰的温度范围。实验着重于加杂质Li_2CO_3、V_2O_5和CaCO_3的量对材料性能的影响,并探讨了烧结气氛的控制方法。     

烧结温度对超低损耗锰锌铁氧体性能的影响

使用同一配方制备得到的锰锌铁氧体坯件分别在1360℃、1330℃、1300℃下采用平衡气氛法烧结,制备得到致密的锰锌铁氧体磁环。SEM结果表明,降低烧结温度有效地减小了晶粒尺寸,消除了晶粒内部气孔,改善了晶粒均匀程度,使晶界更为清晰。电磁性能测试表明,在三种温度烧结得到的锰锌铁氧体材料的起始磁导率μi没有显著差异;饱和磁感应强度Bs随烧结温度降低有小幅上升;总功率损耗随烧结温度的降低而下降;并且在1300℃烧结的铁氧体材料的功率损耗(100k Hz/200m T,100℃)很低,约为255k W/m~3。通过损耗分离证实,总功率损耗的改善主要是涡流损耗大幅降低所致。     

烧结工艺对MnZn铁氧体磁性能的影响

在钟罩式气氛烧结炉中烧结高导MnZn铁氧体材料.研究发现,掺入适量的CaCO3和Bi2O3能改善材料的磁性能.烧结过程中烧结温度的增高可以促进晶粒长大,有利于提高起始磁导率;烧结气氛对离子电价和晶相形成有着决定性影响,选择合适烧结工艺是制备优质MnZn铁氧体的关键.     

MnZn软磁铁氧体纳米粉末的烧结特性

锰锌铁氧体纳米粉末具有很强的活性，其烧结特性对于烧结工艺参数十分敏感。采用纳米粉末生产软磁铁氧体可以明显降低烧结温度，缩短烧结时间，有利于铁氧体化学成分和显微组织的控制，进而改各铁氧体的磁性能。研究表明铁氧体纳米粉末在700℃左右烧结后的密度巳接近理论值，纳米粉体对加热速度十分敏感，而且由于纳米粉体比表面积大，客易发生氧化，因此烧结气氛必须严格控制、采用氮气气氛，并调节平衡氧分压。本文结合粉末基本的烧结理论以及纳米粉体特性，对Mnzn铁氧体纳米粉末的烧结特性进行分析。     

稀土掺杂对MnZn铁氧体显微结构和磁性能的影响

采用传统的氧化陶瓷法,以Fe_2O_3、ZnO、MnO_2为原料按照摩尔分数比52.5︰12︰35.5进行配料,在纯N2或4%氧分压烧结气氛中制备了分别掺杂Y~(3+)、La~(3+)、Ce~(3+)、Sm~(3+)、Gd~(3+)、Yb~(3+)的MnZn铁氧体。通过XRD、SEM、软磁交流测量装置等测试研究了样品的组织结构与磁性能。结果表明,在4%氧分压烧结气氛中制备的材料磁性能更好;掺入适量稀土能细化晶粒、优化显微结构,从而提高材料的磁性能。用于掺杂的几种稀土氧化物中,Ce_2O_3掺杂效果最好。掺杂0.03 wt%Ce_2O_3的烧结样品振幅磁导率由未掺杂时的2014提升至2756,增幅约为37%,矫顽力及功耗(测试条件:100 mT,100 kHz)分别由未掺杂时的21.03 A/m、597.5 kW/m~3降低至12.13 A/m、342.9kW/m~3,下降约43%。     

烧结氧分压对高频MnZn功率铁氧体磁性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备了高频MnZn功率铁氧体,基于动态磁化理论和损耗分离方法,研究了烧结氧分压对材料显微结构、磁导率和损耗的温度特性的影响。结果表明,随着氧分压的增大,室温下MnZn功率铁氧体的密度d、平均晶粒尺寸D、电阻率ρ和起始磁导率μi逐渐减小,而磁滞损耗Ph和涡流损耗Pe逐渐增大,同时μi-T曲线的二峰位置和Ph-T曲线的最小值所对应的温度逐渐移向高温。相同氧分压烧结MnZn功率铁氧体的涡流损耗Pe和剩余损耗Pr均随温度升高而增大。在氧分压为2%时,高频MnZn功率铁氧体具有最优性能,室温下起始磁导率μi为1175,1 MHz/50 mT时20℃与100℃的损耗PL分别为359 kW/m~3和486 kW/m~3,3MHz/10mT时20℃与100℃的损耗分别为221 kW/m~3和301 kW/m~3。     

NiO掺杂对MnZn功率软磁铁氧体材料性能的影响

采用传统氧化物湿法工艺制备了NiO掺杂Mn0.72Zn0.20Fe2.06O4软磁铁氧体材料,研究了NiO掺杂对MnZn功率铁氧体显微结构及电磁性能的影响。实验发现,掺杂适量NiO的情况下,铁氧体晶粒生长均匀,具有较高的居里温度和饱和磁通密度。并且随着掺杂量的增加,在不明显影响最低损耗的同时,功耗谷点向高温方向移动。掺杂0.15wt%NiO,在双推板N2窑中烧结的Mn0.72Zn0.20Fe2.06O4功率铁氧体具有较好的综合性能:μi=2302,Pcv=338mW/cm3(Tp=100℃),Bs=492mT,TC=250℃。     

V2O5掺杂对低温烧结MnZn功率铁氧体显微结构及性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备低温烧结MnZn功率铁氧体材料,研究V2O5掺杂对材料显微结构、烧结温度、烧结密度、收缩率、磁导率、饱和磁感应强度及功耗特性的影响.结果表明,随V2O5掺杂量的增加,样品平均晶粒尺寸增大,材料烧结温度降低,收缩率增大,烧结密度、磁导率及饱和磁感应强度先增高后降低,功耗先降低后增高.配方采用MnCO3:38.85 mol％、ZnO:10.18 mol％、Fe2O3:50.97 mol％,基础添加Bi2O3:1 wt％并掺杂V2O5:0.5～0.7 wt％,可获得具有高饱和磁感应强度(Bs>380 mT,1.2 kA/m下测量)、低功耗(功率损耗Pcv<500 kW/m3(20℃,1 MHz,30 mT)、高磁导率(1000左右)的性能,显微结构致密,其烧结温度<950℃.     

MnZn铁氧体/SiO2颗粒复合体的电磁性能

采用机械混合法制备不同体积百分含量的锰锌铁氧体磁性颗粒与SiO2非磁绝缘颗粒的颗粒复合体．通过对颗粒复合体比磁化强度、磁导率、磁谱以及77K下I-U特性的测量和分析，我们发现复合体比磁化强度随SiO2含量的增多呈指数衰减；用Musal改进的有效介质理论模型能很好地拟合磁导率随锰锌铁氧体含量变化的规律；颗粒复合体显示出共振型磁谱的特征．最后，研究了复合体电阻随SiO2颗粒含量的变化以及I-U特性．发现随着电压的升高，I-U曲线呈现出非线性特性．     

高磁导率锰锌铁氧体材料的性能研究

本文叙述了用化学共沉法和真空烧结工艺制备出磁导率μi为6000的锰锌铁氧体材料,并对其配方和烧结工艺进行了研究。     

高频高B_s MnZn功率铁氧体烧结氧分压控制

用氧化物陶瓷工艺制备高频MnZn功率铁氧体材料,在烧结升温、保温段采用五种不同的氧分压进行烧结.通过测试各样品的起始磁导率、功耗及饱和磁通密度、剩余磁通密度,确定较合适的升温烧结氧分压.结果表明,升温阶段、致密化区氧分压控制在0.1%～1%为宜,这为此类材料的成功量产提供指导.