燃烧合成法制备MnZn铁氧体

论文摘要

采用燃烧合成工艺合成Mn-Zn铁氧体粉料,并用合成粉料制备高频Mn-Zn功率铁氧体磁体,利用多种测试手段和分析方法对燃烧合成过程、材料的组织与性能进行较为系统的研究。从热力学角度对合成反应的Gibbs自由能和生成焓进行计算,结果表明,Mn3O4与Fe2O3合成Mn铁氧体的反应在1000K以下Gibbs自由能ΔG >0,说明反应不能自发进行。如果用Fe替代部分Fe2O3,则合成反应的ΔG <0,说明Fe的加入有利于合成反应进行。通过对粉料性能表征得出:得出燃烧温度较低、研磨时间较长,粉体的型模密度较小,颗粒度较小,比表面积较大,烧结活性较好。但是,研磨时间过长会引起粉料的再结晶,使粉体性能变坏。最佳研磨时间为21h。燃烧温度为980℃,研磨21h所得粉料,颗粒大小均匀,近似为球形,平均粒径为0.5μm。将燃烧合成的铁氧体粉料造粒、成型并进行烧结。对铁氧体磁体进行成分和组织结构分析。研究磁体密度、电阻率、磁导率和体积功耗与烧结温度、保温时间和燃烧气氛的关系,确定出最佳烧结曲线。结果表明,在烧结温度为1240℃,保温时间为3h,氧分压为5%的工艺条件下制备出磁体具有最佳的电磁性能。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪 论
• 1.1 选题目的和意义
• 1.2 燃烧合成技术的研究现状及发展
• 1.3 MnZn 铁氧体的研究现状与发展
• 1.3.1 MnZn 铁氧体的国外现状与发展
• 1.3.2 MnZn 铁氧体的国内发展水平、差距和目标
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 材料与实验方法
• 2.1 实验材料的选择和处理
• 2.1.1 实验材料的选择
• 2.1.2 实验材料的处理
• 2.2 反应原理和装置
• 2.2.1 反应原理
• 2.2.2 反应装置
• 2.3 MnZn 铁氧体的制备
• 2.3.1 MnZn 铁氧体粉料的制备
• 2.3.2 MnZn 铁氧体磁体的制备
• 2.4 成分及组织结构分析
• 2.4.1 X 射线衍射分析（XRD）
• 2.4.2 扫描电镜分析（SEM）
• 2.4.3 X 射线光电子能谱分析（XPS）
• 2.5 物理性能测试
• 2.5.1 密度及相对密度
• 2.5.2 粉末颗粒分析
• 2.5.3 线收缩率的测定
• 2.5.4 燃烧温度和燃烧波速度的测定
• 2.6 本章小结
• 第3章 燃烧合成 MnZn 铁氧体粉体的研究
• 3.1 燃烧合成 MnZn 铁氧体的反应热力学
• 3.1.1 Gibbs 自由能的理论计算
• 3.1.2 绝热温度的理论计算
• 3.2 MnZn 铁氧体粉体的表征
• 3.2.1 粉体的颗粒度和比表面积
• 3.2.2 粉体形貌分析
• 3.3 MnZn 铁氧体粉体的物相分析
• 3.3.1 相组成与Zn 含量的关系
• 3.3.2 相组成与放热系数和氧压力的关系
• 第4章 高频 MnZn 功率铁氧体性能研究
• 4.1 高频 MnZn 功率铁氧体磁体的制备
• 4.1.1 铁氧体配方的确定
• 4.1.2 铁氧体粉料及坯体的制备
• 4.1.3 烧结制度的确定与磁体的烧结
• 4.2 高频 MnZn 功率铁氧体烧结工艺的研究
• 4.2.1 烧结温度对铁氧体性能的影响
• 4.2.2 保温时间对铁氧体性能的影响
• 4.2.3 烧结气氛对铁氧体性能的影响
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢