低功耗Mn-Zn鐵氧體的制備及磁性能研究.pdf

1、本文利用工業(yè)純的原始粉料通過氧化物陶瓷工藝制備了低功耗Mn-Zn鐵氧體材料。系統(tǒng)研究了主配方含量、預燒溫度、二次球磨時間、燒結溫度、燒結氣氛以及添加劑含量對Mn-Zn功率鐵氧體的微觀結構與磁性能的影響。
　　本文首先研究了主配方含量、預燒溫度、二次球磨時間、燒結溫度和氣氛對Mn-Zn功率鐵氧體的微觀結構與磁性能的影響。結果表明,適合的主配方含量比為Fe2O3:ZnO:MnO=52.75:10.45:36.8(mol％)。隨著Fe2

2、O3和ZnO含量的增加,燒結樣品μi-T曲線的II峰和功率損耗的最低點均移向低溫。二次球磨時間對粉料的粒徑平均值與峰值、比表面積和活性均有較大的影響,從而影響到燒結樣品的固相反應過程,使樣品呈現(xiàn)出不同的微觀結構和磁性能。隨著二次球磨時間的增長,由鋼球的磨損產(chǎn)生的Fe2+對磁晶各向異性常數(shù)K1的補償作用得到加強,使燒結樣品μi-T曲線的II峰和功率損耗的最低點均移向低溫。當預燒溫度和二次球磨時間分別為920℃和2h時,燒結樣品呈現(xiàn)出最佳的

3、微觀結構和磁性能。樣品欠燒(1320℃)時,其細小的晶粒較多,晶粒的均勻性較差;樣品過燒(1400℃)時,部分晶界發(fā)生明顯的變形,局部區(qū)域出現(xiàn)熔融的夾雜物。欠燒或過燒的樣品,其磁性能均相對較低;而經(jīng)1340-1380℃燒結的樣品,其磁性能較為接近。此外,樣品在最佳溫度(1360℃)并配合二次還原氣氛燒結時,可以增大磁性能的提升幅度。
　　其次,利用已經(jīng)確定的主配方含量和球磨、預燒、燒結工藝,對比了微米和納米TiO2的添加量對Mn-

4、Zn功率鐵氧體的微觀結構和磁性能的影響。結果表明,適宜含量的微米和納米TiO2添加,均能提升Mn-Zn功率鐵氧體的磁性能。當納米TiO2的添加量超過0.05wt%時,樣品XRD譜中的峰位明顯地移向高角度一側(cè)。晶格的收縮使樣品的內(nèi)應力升高,從而使樣品的磁性能發(fā)生惡化。此外,微量的納米TiO2添加可以使樣品內(nèi)部的氣孔和不純物被隔離到晶界,從而使樣品呈現(xiàn)出更加均勻的晶粒結構。100℃時,當微米 TiO2的添加量逐漸增加到0.07wt%時,燒結

5、樣品的總功耗線性下降至315kW/m3。樣品在90-120℃的溫度范圍內(nèi)的總功耗低于330kW/m3。可見,微米TiO2的最佳添加量高于0.07wt%。此外,適宜含量的微米或納米TiO2添加,均能提高Mn-Zn功率鐵氧體的熱穩(wěn)定性。
　　最后,本文還研究了ZrO2含量對Mn-Zn功率鐵氧體的微觀結構和磁性能的影響。結果表明,適宜含量(0.02wt%)的 ZrO2添加,使燒結樣品呈現(xiàn)出最佳的微觀結構和磁性能。然而,過量的ZrO2添加