高磁导率NiZn铁氧体的低温烧结研究

论文摘要

本论文探讨了高磁导率NiZn铁氧体的低温烧结制备机理,并系统地研究了主配方、掺杂和各种工艺参数对其磁性能的影响,从中探索出了实现高磁导率NiZn铁氧体低温烧结制备的有效途径。 首先探讨使用传统氧化物法实现高磁导率NiZn铁氧体的低温烧结制备,系统研究了CuO添加量、V2O5添加量、预烧温度、一次球磨时间和二次球磨时间等工艺参数对铁氧体的微结构及其磁性能的影响。结果表明,CuO的添加有效降低尖晶石结构的NiZn铁氧体相的形成温度,并在烧结过程中形成液相烧结,促进了铁氧体的烧结致密化和晶粒长大;V2O5的添加也能够在烧结过程中形成液相烧结,降低铁氧体的烧结温度;适当调整预烧温度、一次球磨和二次球磨时间等工艺参数能够改善预烧料的烧结反应活性,从而促进铁氧体的烧结固相反应,有利于性能的改善。采用49.5 mol%Fe2O3、32mol%ZnO、8.5 mol%NiO、10 mol%CuO主配方,添加0.2 mol%V2O5、750℃预烧,一次和二次球磨分别6小时后,能够在930℃的低烧结温度条件下获得初始磁导率μi为1614、比损耗系数tanδ/μi为8.9×10-6（100 kHz）、比温度系数αμir,为2.27×10-6（-40℃～60℃）、居里温度为103℃、饱和磁通密度Bs为254 mT这样优良磁性能的高磁导率NiZn铁氧体材料。 在上述氧化物法的改进基础上,使用微波烧结方法取代传统烧结方法以进一步降低高磁导率NiZn铁氧体的烧结温度,系统研究了微波烧结对烧结固相反应的促进机理以及对铁氧体磁性能的影响。研究结果表明,微波电磁场能够有效促进烧结过程中的离子扩散,不但能加速烧结致密化和晶粒长大过程,而且还能减小两者速度对烧结温度变化的敏感性之间的差异,同时大大缩短烧结固相反应的完成所需时间,改善了铁氧体磁性能。使用微波烧结方法取代传统烧结方法,其他工艺过程与上述传统氧化物法完全相同,可在烧结温度仅为930℃的低烧结温度条件下获得初始磁导率高达1700、比损耗系数仅为8.7×10-6（100 kHz）和比温度系数为2.0×10-6（-40℃～60℃）的优良磁性能。 本文还使用溶胶一凝胶自蔓延燃烧法实现高磁导率NiZn铁氧体材料的低温烧

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 NiZn铁氧体概述
• 1.1.1 NiZn铁氧体的晶体结构
• 1.1.2 NiZn铁氧体的基本特性
• 1.1.3 NiZn铁氧体的应用
• 1.2 NiZn铁氧体的研究概况
• 1.2.1 NiZn铁氧体的发展现状及分析
• 1.2.1.1 高性能NiZn铁氧体的开发
• 1.2.1.2 制备工艺的进展
• 1.2.1.3 低温共烧NiZn铁氧体的研究
• 1.2.2 NiZn铁氧体研究存在的问题
• 1.3 论文选题目的及意义
• 1.3.1 研究目的及意义
• 1.3.2 研究内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 试验原材料
• 2.2 试验设备
• 2.3 样品制备
• 2.4 显微组织分析与电磁性能测定
• 第3章 高磁导率NiZn铁氧体低温烧结的氧化物法研究
• 3.1 引言
• 3.2 CuO添加量对显微组织及性能的影响
• 3.2.1 CuO对显微组织的影响
• 3.2.2 CuO对性能的影响
• 3.2.2.1 CuO对磁导率及损耗的影响
• 3.2.2.2 CuO对温度特性的影响
• 3.2.2.3 CuO对其他性能的影响
• 3.3 一次球磨对显微组织及性能的影响
• 3.4 预烧对显微组织及性能的影响
• 3.5 二次球磨对显微组织及性能的影响
• 2O₅添加量对显微组织及性能的影响'>3.6 V₂O₅添加量对显微组织及性能的影响
• 3.7 本章小结
• 第4章 高磁导率NiZn铁氧体的氧化物法微波烧结研究
• 4.1 引言
• 4.2 烧结样品的显微组织与性能
• 4.3 微波烧结的微观机理分析
• 4.4 微波烧结影响的分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 高磁导率NiZn铁氧体的溶胶-凝胶自蔓延燃烧法研究
• 5.1 引言
• 5.2 溶胶-凝胶自蔓延燃烧产物的显微组织
• 5.3 烧结样品的显微组织与磁性能
• 5.4 煅烧热处理工艺的影响
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结和展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文及研究成果
• 致谢