亞微米NiZn鐵氧體放電等離子燒結(jié)制備及性能研究.pdf

1、鐵氧體陶瓷是一種具有亞鐵磁性的氧化物陶瓷材料，而尖晶石結(jié)構(gòu)的Ni-Zn鐵氧體陶瓷是一種廣泛應(yīng)用的軟磁材料。人們經(jīng)過(guò)多年的探索，對(duì)鐵氧體的磁學(xué)性能、晶格結(jié)構(gòu)、微觀組織和物理學(xué)性能以及制備方法等各方面探索已經(jīng)很完善。另外，電子產(chǎn)品小型化發(fā)展的趨勢(shì)，使得制備密度高、細(xì)小均勻晶粒的軟磁鐵氧體變得非常必要。目前傳統(tǒng)制備鐵氧體的方法制備出的樣品平均晶粒尺寸相對(duì)都比較大，顆粒不太均勻且致密度不高。因此尋求新型有效的鐵氧體制備工藝又成為研究的一個(gè)重點(diǎn)方

2、向。
　　本文采用高能球磨法和放電等離子燒結(jié)法制備了高密度亞微米級(jí)鎳鋅鐵氧體（NZF）陶瓷。制備出的樣品經(jīng) X射線(xiàn)衍射、掃描電子顯微鏡、介電性能和磁學(xué)性能的表征發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一球磨時(shí)間不同燒結(jié)溫度的樣品，850℃到925℃燒結(jié)的樣品均呈現(xiàn)單一的尖晶石結(jié)構(gòu)，且樣品的致密度和晶粒大小分別為90％到99%和100 nm到300 nm。當(dāng)樣品的晶粒尺寸逐漸增加到250 nm左右時(shí)，樣品的介電常數(shù)也隨之增加且達(dá)到峰值，隨后隨著晶粒尺寸的進(jìn)一步

3、增加，介電常數(shù)顯著減小。飽和磁化強(qiáng)度隨著晶粒尺寸或者密度的逐漸增加而持續(xù)增加，但是樣品的矯頑力確是隨著晶粒的增加反而持續(xù)降低。在室溫下，最高的介電常數(shù)和飽和磁化強(qiáng)度分別為1.0×105和84.4 emu/g，而最低的矯頑力僅僅只有15 Oe。
　　對(duì)于不同球磨時(shí)間的粉末在900℃和925℃燒結(jié)的樣品，其致密度為86%到99%，且大部分樣品的致密度都非常高。晶粒大小為80 nm到350 nm。樣品的介電常數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)和不同燒結(jié)溫度的

4、樣品一致，也是在當(dāng)晶粒尺寸達(dá)到250 nm左右時(shí)達(dá)到峰值。飽和磁化強(qiáng)度隨著致密度的升高而增加，而矯頑力確實(shí)隨著樣品的晶粒尺寸的減小而逐漸增加。在室溫下，最高的飽和磁化強(qiáng)度為86.6 emu/g，而最低的矯頑力為15.6 Oe。
　　樣品的這些杰出的性能主要?dú)w功于放電等離子燒結(jié)制備的樣品的高的致密度和均一細(xì)小的微觀組織。也就是說(shuō)，放電等離子燒結(jié)技術(shù)是一種新型有效的燒結(jié)制備技術(shù)。它能夠制備出高飽和磁化強(qiáng)度和低矯頑力的高性能的鎳鋅鐵氧體