使用氮气烧结MnZn铁氧体
1MnZn铁氧体平衡气氛烧结
平衡气氛烧结对制备高质量MnZn铁氧体是十分重要的 ，但在大生产中，要连续调节气氛，使样品始终处于平衡氧 压下降温时比较困难的通常采用下列方法：
1) 分段控制气氛 将升降温过程分成几个温区，每一个温区取一定的氧 分压，其平均效果可接近平均氧压；或者改变氮气流量， 以控制N2-O2的比例。
2) 真空烧结
用
途
添
加
物
烧结温度（℃）
O2（wt%）
低损耗
CaO，SiO2，Ta2O，V2O5
1270
4
高µ
CaO，Bi2O3
1340
6
3) 氮气烧结 通常在空气中烧结，降温时要通过含有一定氧的氮气。 若要获得高µi的材料，须使用含氧量较少的氮气，若要提高 电阻率、降低损耗，则需含氧量稍多的氮气。可以通过控制 氮气的流量和压力来控制氧分压，氧含量可取0.05%～2%， 炉中冲氮气在一定程度上还可以降低Zn离子的挥发。 4) 真空淬冷 保温后将样品迅速取出速冷，并抽真空以跃过氧化激 烈区域，真空度一般要求并不太高，如，1.33Pa。此法 简单，但会引起较大的内应力，在生产低磁导率产品中尚 可采用。
2.2 按平衡气氛曲线的要求保温和降温
尖晶石结构的铁氧体氧分解压的对数与对温度的倒数成 线性关系,可用下式表示:
式中PO2代表氧分解压,T为绝对温度，k1和k2为常数。 对于不同的配方或γ 值,只不过k2不同,而k1是相同的 (等于-14，540)。这就是说具有不同配方和γ 值的产 品,它们的lgPO2～T曲线应该是斜率相同的平行线。 图2是MnZn铁氧体的平衡气氛关系图,它表示出配方、 氧化度、平衡氧压及温度之间的关系。
对高起始磁导率、高密度的MnZn铁氧体，可采用以下步骤 进行烧结： 1. 在温度为1200～1300℃，真空度为1.33×（10-1～10-2）Pa 条件下烧结，以获得无空泡、细晶粒的多晶体。 2. 在温度为1250～1400℃,平衡气压含量为1%～3%的氮气下 烧结，使铁氧体正分化，并促进晶粒长大。 3. 在真空度为1.33×103～4×102Pa的真空中冷却，以避免再 氧化。 真空烧结存在的问题是，样品表面（厚约0.5mm）因产生 Zn离子的严重挥发而龟裂降低磁导率，所以必须将表面层腐蚀 后才能得到高µi值，因此在烧结过程只能够尽可能减少Zn离子 挥发，以及Zn与耐火材料的反应，通常将块件置于耐火盒中， 下铺相组成的MnZn铁氧体材料。
MnZn铁氧体磁导率频率稳定性和温度稳定性分析
MnZn铁氧体磁导率频率稳定性和温度稳定性分析 2003年05月30日02:52MnZn铁氧体磁导率频率稳定性和温度稳定性分析Analysis Stabilization of Permability Versus Frequency Temperature of MnZn Ferrite摘要：本文综合分析了MnZn铁氧体材料磁导率的频率稳定性及温度稳定性。
要获得有温度稳定性的软磁材料，通常采用过铁配方，当的含量控制在53.6mol ％时，可以获得很好的温度稳定性；且通过适当控制和的比例，可以得到多个补偿点，在较宽温度范围内得到平坦的~T曲线。
材料的起始磁导率截止频率是互相制约的，因此在磁导率没有特殊要求的情况下，可以通过适当降低磁导率来提高材料的应用频率。
若对材料磁导率要求比较高时，可以用缺铁配方以及降低烧结温度的途径来提高软磁铁氧体材料的使用频率。
关键词：MnZn铁氧体频率稳定性温度稳定性前言高精尖特别是高可靠工程技术的发展，要求软磁材料不但要高，低tanδ，更重要的是高稳定性，即磁导率的温度稳定性、频率稳定性要高，减落要小，随时间的老化要尽可能小，以保证长寿命工作于太空、海底、地下及其它恶劣环境。
在低温、潮湿、电磁场、机械负荷、电离辐射等影响因素较强的情况下，软磁材料性能的变化是其基本特性参数在物理化学过程中发生变化结果。
锰锌铁氧体是低频段应用极广的铁氧体，在500kHz频率以下较其他铁氧体具有更多的优点。
如磁滞损耗低，在相同高磁导率的情况下居里温度较Ni-Zn高，起始磁导率甚大，目前最高达4×，且价廉。
因此，对MnZn铁氧体进行稳定性研究具有良好的市场前景。
本文将分别对MnZn铁氧体磁导率的频率稳定性和温度稳定性进行具体分析。
1 MnZn铁氧体磁导率温度稳定性分析软磁材料的温度稳定性用温度系数α表示。
定义为：由于温度的改变而引起的被测量的相对变化与温度变化之比。
故磁导率的温度系数为：（1）式中，，分别是温度时材料的磁导率。
氮气知识
1 序言磁性材料中高性能MnZn铁氧体（高μi和功率铁氧体）的烧结和NdFeB等稀土永磁合金生产中的细粉碎工序都需要高纯氮气进行保护，以防止磁体（粉）在工艺过程中的氧化。
众所周知，MnZn铁氧体是由Fe、Mn、Zn的氧化物在高温烧结时产生固相反应生成的。
Mn、Fe极易变价，在不同的温度和气氛（氧分压）条件下，Mn、Fe的价态是不同的，要使MnZn铁氧体达到所要求的磁性能，必须保证其中各金属离子处于特定的价态和适宜的晶体结构，除有合适的配方外，关键是应在平衡气氛条件下进行烧结，而保护气体则是实施平衡气氛烧结的基本物质条件之一。
氮窑清洗仓的氮中氧含量希望在50×10－6以下，故要求氮气的纯度在99．995％以上，且对杂质气（O2、H2）的量有较严格的限制：一条年产1000吨左右的MnZn铁氧体生产线，一般氮耗量在100～120Nm3／h。
NdFeB等稀土永磁合金中的稀土金属即使是在常温条件下，也很易氧化而导致稀土永磁合金性能降低，过量氧化将使合金性能大为恶化。
因为1份氧能使6份（重量）的稀土元素氧化而失去作用。
以NdFeB为例，要制得N45的磁体必须保证其生产工艺环境中的氧含量≤0．01％，最终产品中的氧含量为0．09±0．02％（质量分数）〔1〕。
若用氮气作为工艺环境气体其氮气纯度必须在99．99％以上。
目前国内外大规模工业化生产稀土永磁合金的制（细）粉工序都采用一种名为“氮气流磨”的设备，它是利用高速氮气流带动物料相互碰撞而达到研磨效果的，制得的粉料粒径要求在3～5μm，有很大的表面积，极易氧化，故氮气必须是高纯级，对O2、H2等杂质气量也有严格要求。
年生产100吨左右的NdFeB生产线通常要消耗60Nm3／h左右的高纯氮气。
2 磁性材料生产用氮气的技术要求从使用着眼，氮气有四个基本参数需要注意，即纯度、流量、露点和压力，参数值因用途不同而异，供需双方为取得共识，有必要先简单介绍一下四个技术参数的概念。
国内磁性材料生产中应用的氮气类型
国内磁性材料生产中应用的氮气类型因各磁性材料生产企业建立的时间、启动资金、生产规模和当时的氮源情况及其认识等不同，故使用的氮源或者供氮方式也就不同，归结起来有四类：瓶装商纯氮气、液氮、深冷空分制氮和PSA制氮。
瓶装高纯氮气主要在以真空气氛烧结炉为烧结设备的企业，是间歇式烧结，一般以24小时为一生产周期，炉子容量在15~50Kg，每天用气量／炉在2m3左右，集中用气时间在3~4小时，这类企业生产规模都不大，少者只有几台炉子，多者也不过二三十台。
瓶装高纯氮气所用的气瓶容积为40升，注入氮气压力为150Kg，氮量为6Nm3／h/瓶，目前市价为30元／瓶。
按使用规定，瓶中压力降到15Kg时巳不允许继续使用，否则以后必须经过置换清洗才能保证氮气的高纯度，故使用瓶装氮气时，氮气单价为5．5元／m3。
虽然用气成本较高，但因企业规模较小、总用量不大，使用瓶装氮气还能承受，故一般不会更换供气方式，只有规模扩大、考虑使用氮窑时才会改变。
液氮目前市场价格在1000元／m3左右，液氮汽化成氮气时，1m3液氮可转换为标准状态下的氮气为64 m3，考虑到损耗等因素，能使用的氮气约为600 m3左右，故使用液氮时的氮气单价为1．67元／m3，这里不包括购买或租赁液氮罐所摊的费用。
以MnZn铁氧体企业为例，使用液氮的磁性材料企业建立初期，大都规模不大，均在300吨／年左右，通常只有一条氮气保护隧道窑，用气量在20~30Nm3／h，每天(24小时)供气量在480~720Nm3。
若再用瓶装氮气则每天需100瓶左右，成本也太高，故不宜采用；若购买制氮设备现场制氮，虽然用气成本可降三分之二左右，但考虑到资金和今后的发展等因素，用户一般还是先选用液氮，以后视情况再定。
深冷空分制氮、PSA制氮和膜分离制氮深冷空分制氮已有九十余年的历史，且制取的高纯氮完全能满足磁性材料的需要；国产PSA制氮和膜分离制氮还是九十年代以后才出现的，故赣州川汇气体制造设备有限公司在这历史背景下运用了PSA空分制氮原理，专业制氮。
氮气知识
1 序言磁性材料中高性能MnZn铁氧体（高μi和功率铁氧体）的烧结和NdFeB等稀土永磁合金生产中的细粉碎工序都需要高纯氮气进行保护，以防止磁体（粉）在工艺过程中的氧化。
众所周知，MnZn铁氧体是由Fe、Mn、Zn的氧化物在高温烧结时产生固相反应生成的。
Mn、Fe极易变价，在不同的温度和气氛（氧分压）条件下，Mn、Fe的价态是不同的，要使MnZn铁氧体达到所要求的磁性能，必须保证其中各金属离子处于特定的价态和适宜的晶体结构，除有合适的配方外，关键是应在平衡气氛条件下进行烧结，而保护气体则是实施平衡气氛烧结的基本物质条件之一。
氮窑清洗仓的氮中氧含量希望在50×10－6以下，故要求氮气的纯度在99．995％以上，且对杂质气（O2、H2）的量有较严格的限制：一条年产1000吨左右的MnZn铁氧体生产线，一般氮耗量在100～120Nm3／h。
NdFeB等稀土永磁合金中的稀土金属即使是在常温条件下，也很易氧化而导致稀土永磁合金性能降低，过量氧化将使合金性能大为恶化。
因为1份氧能使6份（重量）的稀土元素氧化而失去作用。
以NdFeB为例，要制得N45的磁体必须保证其生产工艺环境中的氧含量≤0．01％，最终产品中的氧含量为0．09±0．02％（质量分数）〔1〕。
若用氮气作为工艺环境气体其氮气纯度必须在99．99％以上。
目前国内外大规模工业化生产稀土永磁合金的制（细）粉工序都采用一种名为“氮气流磨”的设备，它是利用高速氮气流带动物料相互碰撞而达到研磨效果的，制得的粉料粒径要求在3～5μm，有很大的表面积，极易氧化，故氮气必须是高纯级，对O2、H2等杂质气量也有严格要求。
年生产100吨左右的NdFeB生产线通常要消耗60Nm3／h左右的高纯氮气。
2 磁性材料生产用氮气的技术要求从使用着眼，氮气有四个基本参数需要注意，即纯度、流量、露点和压力，参数值因用途不同而异，供需双方为取得共识，有必要先简单介绍一下四个技术参数的概念。
锰锌铁氧体
锰锌铁氧体综述1.1MnZn铁氧体中的金属离子分布尖晶石型铁氧体用普通的结构式可表示为：何就F貯）［呼號Rm ⑴A位B位式中：用圆括弧（）表示A位；用方括弧［］表示B位。
这个结构式表示A位上有x 份的Fe3+,（1-x）份M2+;在B位上有（2-x）份的Fe3+, x份的M2+。
这里x为变量，称为反分布率。
如果：⑴x=0，结构式为（閻岀）［甩娜］04,表示M2+全部在A位，Fe3+全在B位，这种结构的铁氧体称为正型尖晶石结构，如Zn、Cd、Ca铁氧体。
⑵x=1，结构式为（Fe3+）［］能咆沪'］04,表示M2+全部在B位，而Fe3+—半占据A位，另一半占据B位，这种结构的铁氧体称为反型尖晶石结构，如Li、Cu、Fe、Co、Ni铁氧体。
⑶O v x v 1,表示在A位置和B位置上两种金属离子都存在，称为混合型尖晶石结构。
尖晶石铁氧体中金属离子的分布比较复杂，决定阳离子在A和B位上分布的因素有：离子半径、电子组态、静电能、极化效应和离子价态平衡等。
锌铁氧体为ZnFe2O4正型尖晶石结构的铁氧体，其离子分布式为（綸沖）［二「］O4；锰铁氧体MnFe2O4为混合型尖晶石结构的铁氧体,即任：）［工斗1 F W「：］O4,锰锌铁氧体MnZnFe2O4也为混合型尖晶石结构的铁氧体，我们假设x（x v 1）份的锌铁氧体与（1-x）份的锰锌铁氧体固熔，即有：心「］O4+）1-x（渤:舟,兔D［.y 4.. ］O4（-二二）［：二-：1「.…］O4（2）1.2MnZn铁氧体的自发磁化理论⑴亚铁磁性的奈耳分子场理论为了解释铁氧体的特征，奈耳将反铁磁性的定域分子场理论应用到亚铁磁性中。
奈耳以反型尖晶石铁氧体的晶体结构为基础，建立了亚铁磁性的简单分子场理论。
奈耳把尖晶石结构抽象成两种次晶格，即A位和B位，并认为A位和B 位之间的相互作用是主要的相互作用，并且具有相当大的负值。
绝对零度时，这种相互作用导致磁矩按如下方式取向：A位所有离子磁矩都平行排列，其磁矩为M A；B位所有离子磁矩都平行排列，其磁矩为M B。
锰锌铁氧体介绍
锰锌铁氧体介绍锰锌铁氧体是一种由Mn Zn Fe O元素构成的软磁材料。
它是一种重要的磁性材料，广泛被应用于电子、信息、通信等领域。
锰锌铁氧体具有高饱和磁感应强度、低磁滞损耗、磁谐振频率高、热稳定性好、稳定的电性能等特性，因此在电子元器件中具有广泛应用价值。
一、锰锌铁氧体的组成和制备锰锌铁氧体由四种元素组成，分别为锰(Mn)、锌(Zn)、铁(Fe)和氧(O)，化学式为MnZnFe2O4。
Mn、Zn、Fe三种金属离子以及氧离子形成的四方晶体结构，其晶体结构采用的是尖晶石结构。
锰锌铁氧体的制备方法有烧结法、化学共沉淀法、水热合成法等多种。
烧结法是最常用的制备方法之一。
在烧结法中，需要先将所需的金属氧化物粉末按照一定的比例混合均匀，然后在高温下进行烧结，得到锰锌铁氧体的制品。
二、锰锌铁氧体的物理和磁性能锰锌铁氧体的物理和磁性能与其晶体结构、物理尺寸和烧结条件等因素密切相关。
下面介绍一下锰锌铁氧体的一些基本物理和磁性能参数：1. 饱和磁化强度：锰锌铁氧体的饱和磁感应强度一般在0.5-1.2T之间，与其化学成分和制备工艺等因素有关。
2. 矫顽力和磁滞损耗：锰锌铁氧体的磁滞损耗一般较低，其矫顽力和磁滞损耗与其尺寸、磁场频率和温度等因素有关。
3. 磁导率和磁谐振频率：锰锌铁氧体的磁导率和磁谐振频率与其晶体结构、磁场频率和温度等因素有关，一般在几百 kHz至几 GHz之间。
4. 热稳定性：锰锌铁氧体具有较好的热稳定性，其磁性能在高温下变化较小，一般可在200°C左右使用。
5. 电学性能：锰锌铁氧体具有较好的电学性能，其电阻率高、介电常数低和压电常数小等特点，具有广泛的应用前景。
三、锰锌铁氧体的应用领域锰锌铁氧体具有较好的电磁性能，广泛应用于电子元器件、电动机、变压器、磁性记录材料、高频电感器、微波元件、天线等领域。
具体应用如下：1. 电子元器件：锰锌铁氧体可用于磁盘马达、电源滤波器、线圈等电子元器件中，其高频特性和高温特性表现良好。
MnZn铁氧体承烧板性能的比较
良的高 温化学稳 定性 和抗 热震 性 而成 为 Ｍｎ Ｚ ｎ铁 氧体 承 磁导 率影 响较 大 ． 损失 严重 。实验表 明 ， 使 用氧化铝 板承
８
，— 、
单斜 相和四方相 之间 的相 变是马 氏体相变 ，转 变异 常迅速 ， 同时伴 随约 ７ ％的体积效应 ， 热缩 、 冷胀 。为 了使 四方相 在室温下 能稳 定存在 ．最常用 的方法是 加入 一些 稳定化组 份 （ 如： Ｃ ａ Ｏ、 Ｍ ｇ Ｏ、 Ｙ ０ 等） 。这些稳 定组份 与氧 化锆形 成 固溶体 ，形成 固溶体之后会 降低 相变温 度 （ 即
氧 化 锆 陶 瓷 具 有 较 好 的 高 温 化 学 稳 定 性 ，近 几 十 年
Ｍｎ Ｚ ｎ铁 氧体 通 常置 于 承烧 板上 面烧 制 。 目前用 于
来 受到广泛 的开发 和应 用 。纯 Ｚ ｒ Ｏ ： 不能直接 作为结 构 陶 Ｍｎ Ｚ ｎ铁氧体 烧制 的承烧板按 照材料 大致可 以分为 三类 ：
导率 、 膨胀 系数等有 关 。 笔 者分别 对 Ｃ ａ — Ｐ Ｓ Ｚ材料 的承烧
反稳定化现象对材料物理性能的影响。 结果表明 ： Ｙ ～ Ｐ Ｓ Ｚ 晶相 更
为稳定 ， 性能也更为稳定 ， 更 适 合 用 于 Ｍｎ Ｚ ｎ铁 氧 体 的承 烧 。
关键词 ： 部分稳定氧化锆 ； 反稳定化 ； 锰 锌 铁 氧 体
２ 用 于 ｎ Ｚ ｎ铁 氧 体 烧 制 的承 烧 板 的特 性
降低 了开裂 的可能性 。 部分稳 定氧化锆 （ Ｐ Ｓ Ｚ ） 材料 因其 优 烧板 的首选材料 之一 。
从 图 ｌ中可 以看 出 ，使 用氧化 铝质 承烧板 对铁 氧体 烧 的铁 氧体 表面 出现 少量 晶斑 ；其他 三种 承烧板对 铁氧 体磁导率 影响不大 。因此 。 烧制 高品质 的铁氧体 材料不能
MnZn铁氧体粉料的制备
粒。
砂磨机内料∶球∶水的比例为1∶5或6∶0.65。
钢球要求为：硬度＞60，Φ=5mm。
砂磨时为了改善料浆的造粒效果和产品磁性能还需要加入粘合剂、分散剂、消泡剂，微量添加剂。
为了提高粉料成型时的流动性、可塑性，增加颗粒间的结合力，提高坯件的机械强度，需加入一定量的粘合剂的要求如下：①粘性好，能吸附水分，在固体颗粒周围形成液体薄膜，而加强颗粒间的吸附力。
②对铁氧体原来成分无影响，在烧结过程中能挥发掉，不残留杂质。
③挥发温度不要太集中，否则在烧结时，在某一温度下，有大量气体挥发，易使产品开裂。
常用的粘合剂有水、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、石蜡等，其中以聚乙烯醇、石蜡较为常用。
聚乙烯醇及PVA，起结构式为：一般配制浓度5~10wt%，加入量为粉料的8~15wt%。
在使用熬胶机进行熬胶过程中必须注意：①在加干胶时，必须缓慢加入，防止干胶凝结成团；②加入干胶前，必须开启搅拌机；③所熬制的胶水必须透明、无白点。
在砂磨过程中为了改善铁氧体性能，我们往往还要根据需要加入不同的添加剂。
添加剂的种类及作用，依据所起作用的不同,加入铁氧体的添加剂可分为以下四种:a. 增加反应速度，助长和控制晶粒生长的矿化剂，如V2O5、WO3等。
b. 本身与金属氧化物形成低熔点化合物，高温下成为粘性流体，使固相反应在有液相存在的情况下进行，从而加速反应，降低烧结温度，提高密度的助熔剂，如CuO、P2O5、Bi2O3、PbO等。
c. 能改善电磁性能的，如SiO2、CaO等。
二次球磨使用设备有球磨机和砂磨机两种。
我公司使用砂磨机进行二次球磨。
其特点：无严重碰撞、混杂少、出料颗粒粒径小、流动性好、效率高、可连续生产。
其原理是在一立式圆筒内，用旋转圆盘或搅拌棒使小钢球（钢球直径2~6mm）产生紊乱高速运动，从而对机内粉料起研磨作用，通常料粉经预烧、黑振后，进料颗粒尺寸小于3μm，出料颗粒尺寸约为1~1.5μm。
喷雾造粒在操作过程中，由于原材料含量的差异以及生产过程中损耗，砂磨料的实际配比与我们要求的理论配比往往不不一致。
铁氧体材料牌号
铁氧体材料牌号
铁氧体材料有多种牌号，常见的有MnZn铁氧体、NiZn铁氧体和CoZn铁氧体。
1. MnZn铁氧体是一种比较常用的软磁铁氧体材料，其导磁率高、矫顽力低，适用于高频电路中的变压器、电感器、滤波器等元件。
2. NiZn铁氧体具有更高的饱和磁感应强度和更低的矫顽力，适用于高频变压器、微波器件等。
3. CoZn铁氧体则具有更高的磁导率和更低的损耗，适用于高频电路中的滤波器、耦合器等元件。
此外，还有Sintered Ferrite和Injection-molded Ferrite等牌号。
这些牌号根据其成分和性能特点，适用于不同的应用场景。
高磁导率MnZn铁氧体的配方和烧结工艺
在 向着高频 率、低损耗 的方向发展 ，促进着Ａ － ４ ａ 对 高磁导率 Ｍｎ Ｚ ｎ 铁氧体配方和烧结工艺研 究力度的不断加深 。在提 高 Ｍｎ Ｚ ｎ 铁 氧体磁导 率上 ，其主 要是通过优化配方和改善 烧结工艺来实现的 ，基于此 ，文章 以综述的方法 ，对高磁 导率 Ｍｎ Ｚ ｎ 铁氧体的配方和烧 结工艺进行 了阐述。
需要 对各 种 成分 的磁特 征进 行 充分 的研 究 ，并 对 各种 成分 的应 用特 征 和 各参数 关 系认 真的 分析 ，从参 数和 各 离子 的组 成关 系 中来确 定制 备 的配 方 。一个 最佳 的铁 氧 配方是 在特 定 的原 料和 工艺 下确 定 的 ，产 品 制 备 的过程 中 ，一旦 条件 发生 变化 ，配 方就 需要 通过 实验 重新 进行 调 整 。因此 ，在 确定 高磁 导率 铁 氧配方 时 ，不仅 要 保证 产 品的质 量能 够 最 大程度 的满 足产 品 应用要 求 ，还需 要 尽可 能的 采用 性能 良好 、成 分 稳定 的原料 ，以使 配置 出的铁 氧体 ，在 性能 的重复性 上更好 。 高磁导 率 Ｍｎ Ｚ ｎ 铁 氧体 在生 产 的过 程 中 ，为 了更 好 的满足 产 品的 使用 性能 ，提 高材 料 的应用 广度 ，一般 都会在 配 方 中加入 少量 的金 属 盐类 杂质 或金 属氧化 物 。高 磁导 率 Ｍｎ Ｚ ｎ铁 氧体 配方 中 ，杂质 的加 入 需要 从 其 作用 出发 ，而在 便 于铁 氧体 周 相反 应 和烧 结 情况 的 促进 上 ， 可 以加入 改善 铁氧体 磁 铁特 性 的外加 剂 或助熔 剂 ，这 不仅能 够提 高 烧 结 的温度 ，还 能提 高产 品的 密度 。在 Ｍｎ Ｚ ｎ铁氧体 的化 学 表达 式 中可 以发 现 ，Ｍｎ Ｚ ｎ铁 氧体 的磁 导率 与 其材 料 中的应 力 、磁 滞伸 缩 系数 和 各 向异性 常数 的关 系 非常 密切 。在磁 滞 伸缩 系数 和各 向异性 常数 趋 于 ０ 时 ，Ｍｎ Ｚ ｎ 铁 氧体所表 现 出的 初始磁 导率 就非常 好 。同时 ，在 Ｍｎ Ｚ ｎ 铁氧体 中 Ｆ ｅ ２ ０ ３ 的含 量高于 ５ ０ ％时 ，其磁 滞 伸缩 系数 的正值 和铁氧 体 其他 部分 的负值 具有 着 局部 相互 抵消 的作 用 ，导 致 Ｍｎ Ｚ ｎ 铁 氧体 的 磁 滞伸 缩系 数值 比较低 。铁 氧体 中 低各 向异 常数 ，此 时 ，为 了维 持各 向异 性 常数 和磁 滞 伸缩 系 数在 ０ 时 的同时 出现 ，Ｆ ｅ ２ ０ ３含量 需要 稍减 ，以将高 磁导 率 Ｍｎ Ｚ ｎ 铁 氧体 的 初始磁 导率 提高 。 在 姬海 宁 ，兰 中文 等人 对高 磁导 率 Ｍｎ Ｚ ｎ铁 氧体 配方 的研 究 中发 现 ，在高 磁导 率 Ｍｎ Ｚ ｎ铁氧 体 中 ，其 初 始磁 导率 的提 升可 以通 过增 加 Ｚ ｎ Ｏ 的量 来实现 ，同时 ，增 加 的幅度 需要 大于 ３ ０ ％ ［ １ ｌ 。由于 Ｚ ｎ Ｏ会 促 进高 磁 导率 Ｍｎ Ｚ ｎ铁 氧体 初始 磁 导率 和各 向异性 常 数趋 于 零 ，因此 ， 在初 始 磁 导率 缺 氧体 中 ，可 以选 择 Ｚ ｎ Ｏ 含 量 比较 高 的配 方 。在 朱新 运 、姚礼 华对 高磁导 率 Ｍｎ Ｚ ｎ铁 氧体 配方 高纯 原料 的选 择 上 ，采 用 精 铁 矿 粉代 替 Ｆ ｅ ２ ０ ３，采用 Ｍｎ ３ ０ ４代 替 Ｍｎ Ｃ Ｏ ３制成 性 能优 良 的软磁
MnZn铁氧体关键磁参数及工艺
第一章MnZn铁氧体的关键磁参数1.1 引言铁氧体磁性即亚铁磁性，0n铁氧体的晶体结构研究入手，探讨分析MnZn铁氧体有关的基础理论，对本文所涉及的基本电磁参数如起始磁导率µi、损耗P L、饱和磁感应强度B s、居里温度T c等进行了分析，为本文的研究提供理论依据。
1.2 MnZn铁氧体的晶体结构及磁性来源1.2.1 MnZn铁氧体的晶体结构凡是晶体结构和天然矿石—镁铝尖晶石（MgAl2O4）的结构相似的铁氧体，称为尖晶石型铁氧体。
我们研究的MnZn铁氧体就属于尖晶石型铁氧体。
尖晶石型铁氧体的晶体结构属于立方晶系，其化学分子式可以MeFe2O4（或AB2O4）表示。
其中，Me为金属离子Mg2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Li1+等；而Fe为三价离子，也可以被其他三价金属离子Al3+、Cr3+或Fe2+、Ti4+所代替。
总之，只要几个金属离子的化学价总数为8价，能与四个氧离子化学价平衡即可，但也要注意离子的大小及其他一些问题。
尖晶石型结构的一个晶胞共有56个氧离子，相当于8MeFe2O4，其中有24个金属离子，32个氧离子。
由于晶胞中的离子很多，结构较复杂，不易全部画出。
图1-1表示了部分金属离子在晶胞中的分布。
每个晶胞实际上可以分为8个小立方，这8个小立方体又分为两类，每种各有4个；每两个共边的小立方体是同类的，每两个共面的小立方体分属于不同类型的结构。
在每个不同类型的小立方体内都有4个氧离子。
在8个小立方体中，氧离子都位于体对角线中点至顶点的中心。
由于氧离子比较大，金属离子比较小，而以氧离子作为密堆积结构，金属离子都填充在氧离子密堆积的空隙中。
氧离子之间存在两种空隙：即八面体空隙和四面体空隙，如图1-2。
八面体空隙被六个氧离子包围，由六个氧离子中心连线构成八个三角形平面，而称八面体，其空隙较大，也称B位。
四面体空隙则是由四个氧离子包围而成的，四个氧离子中心连线构成四个三角形平面，所以称四面体，其空隙较小，也称为A位。
MnZn功率铁氧体开裂现象浅析
４ ａｐ ｒ ｓ 。
Ｉ ． ３颗粒分布影响成型。 合理的颗粒分布保证毛坯局部密度差的均匀， 减
少 毛坯 不同位 置 的密度 差异 ， 减 少开裂 。 粉料 可 通过加 筛 网来达 到颗粒 分布 的
能 影响 到成 型导 致毛坯 起 层开裂 。 １ ． Ｉ含水量 偏低 易导 致开裂 ， 合 理含 水量 、 Ｐ Ｖ Ａ胶含 量 不仅可对 粉料 和模
１ ． 升温 开裂 ， 包 括排胶 、 冷 风开 裂 。 均发生在 固相 反应 前 ， 敲开 有类 似粉 料
具内腔之间有润滑作用 ， 同时也增加颗粒结合力提高毛坯硬度 ， 保证顺利成型 的同时减少上下加压产生内部起层开裂。 当然， 偏高的含水量会导致毛坯产生
不匹配 ， Ｐ ｖＡ 胶不 断分解产 生热量 导致毛坯 急剧上升 加快 排胶 ， 最终开 裂 。 解 决
产品结构进行调整 ） 。 ￣Ｉ Ｂ７ １ 、 Ｉ Ｂ ８ ６ （ ＃ ｂ 长≥７ ０ ｍｌ ｎ ， 厚度 ≥１ ０ ｍｍｌ ｌ 等超大型产 品， 为顺 利成 型同 时兼顾烧结 排水 开裂 ， 在控制相 对低含 水量 的同时 ， 可 以加入
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
Ｍｎ Ｚ ｎ功率铁 氧 体开裂 现 象浅析
曹祖 强
（ 广东乳源东附光磁性材料有限公司 ５ １ ２ ７ ２ １ ） ［ 摘 要］ Ｍｎ Ｚ ｎ 功率铁氧体磁芯制造生产过程产生的开裂有多种形式存在 ， 生产过程的变化产生了不同的开裂 ， 并且前后关联影响。 通过对粉料物理参数、 模具设计、 和烧结曲线以及装烧方式上进行调整 ， 解决Ｍｎ Ｚ Ｉ １ 功率铁氧体磁芯不同的开裂现象。 ［ 关键词］ Ｍｎ Ｚ ｎ 功率铁氧体 粉料 模具 烧结曲线 开裂 中图分 类号 ： ０ ４ ３ ６ ． ４ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ３ ６ － ０ １ ２ ６ — ０ １
新型高性能软磁MnZn功率铁氧体材料开发
郭晓东ｎ’何俊‘１’颜冲ｎ’王朝明‘１’仇仪俊‘２’ （１）横店集团东磁股份有限公司浙江横店３２２１ １８ （２）中电元协磁性材料与器件分会顾问横店集团东磁股份有限公司资深顾问 摘要：本文主要从四个类别分别介绍了东磁公司最新开发的以及正在开发的新型高性 能软磁ＭｎＺｎ功率铁氧体材料，并简单阐述了ＭｎＺｎ功率铁氧体材料的发展方向。
ＬＣＤ显示器中的ｉｎｖｅｔｅｒ变压器以及便携式电脑的功率电源中。ＤＭＲ２４、ＤＭＲ９０和ＤＭＲ２８
材料具体性能指标如表三所示：
表三ＤＭＲ２４、ＤＭＲ９０以及ＤＭＲ２８材料性能指标
项目
测试条件
ＤＭＲ２４
ＤＭＲ９０
初始磁导率ｕｉ
１０ｋＨｚ ２５℃ Ｂ≤０．２５ｍＴ
２０００±２０％
２２００±２５％
饱和磁通密度Ｂｓ
≥５２０ ≥４００ ≤５５０ ≤３５０
—１１５．
居里温度Ｔｃ（℃）
１００℃ １２０℃ ｌＯｋＨＺ Ｂ≤０．２５ｍＴ
≤２５０ ≤３５０ ≥２３０
≤２３０ ≤３５０ ≥２１０
２．）宽温低损耗ＭｎＺｎ铁氧体材料。随着光伏产业、电动汽车以及混合电动汽车等产业 的不断兴起，应用于这些新兴产业的电子设备必将得到空前的发展，这将对应用于这些领 域的转换器的功率铁氧体材料起到相当大的推动作用。由于上述这些领域的电子产品基本 上都工作在比较高的环境温度下，且温度范围宽，所以对我们的低功率铁氧体材料提出了 更高的要求，为此我们开发了宽温低损耗ＤＭＲ９５材料，并且还要进一步开发适用于更高温 度的ＤＭＲ９６材料，这类材料的特点是在比较宽的温度范围内都具有很低的功率损耗，它不 仅可以用在常规的开关电源中，而且可以用在电动汽车（ＦＣＥＶ、ＨＥＶ）的ＤＣ—ＤＣ转换器、ＬＣＤ 背光源变压器以及交流适配器中。ＤＭＲ９５和ＤＭＲ９６材料的性能指标如表二所示：
高磁导率MnZn铁氧体的配方和烧结工艺
高磁导率MnZn铁氧体的配方和烧结工艺摘要：高磁导率MnZn铁氧体作为现代电子行业和信息产业中的一项基础性材料，在现代信息技术的不断发展中，高磁导率MnZn铁氧体正在向着高频率、低损耗的方向发展，促进着人们对高磁导率MnZn铁氧体配方和烧结工艺研究力度的不断加深。
在提高MnZn铁氧体磁导率上，其主要是通过优化配方和改善烧结工艺来实现的，基于此，文章以综述的方法，对高磁导率MnZn铁氧体的配方和烧结工艺进行了阐述。
关键词：高磁导率MnZn铁氧体配方与烧结工艺随着我国科学技术水平的不断提高，在国外加强对MnZn铁氧体材料的研究基础上，我国加强对MnZn铁氧体配方和烧结工艺的研究，这对我国MnZn铁氧体生产工艺和性能的提高和整个软磁铁氧体材料生产水平的提升都有着重要的价值。
一、高磁导率MnZn铁氧体的配方研究高磁导率MnZn 铁氧体在设计配方的过程中，其需要遵循三个方面的原则：一、配方必须保证产品的使用要求。
在满足产品使用性能需要的前提下，以理论为指导，根据经验确定高磁导率MnZn 铁氧体产品的配方点和配方区，尽量满足稳定性好的要求。
二、尽可能采用性能良好的原料。
在配方区选择不同的配方点，并在相同的工艺下进行配方实验，已将材料的潜力得到充分发挥。
必要时，可对配方点进行调整，采用惨杂方法对配方进行检验。
三、生产配方的配置中，对于生产工艺所产生的影响要充分的考虑，并严格的进行生产实践上的验证。
在高磁导率MnZn 铁氧体生产配方的配置中，产品配方的物理性能不仅要好，在原料的供应上也要充分，并具备比较低的生产成本，便于生产中进行控制。
总所周知，一个产品性能的好坏是由配方所决定的，这一理论在任何产品的生产中都适用。
软磁铁氧体材料中，高磁导率MnZn 铁氧体的结构形式呈现着一种混合型的尖晶石结构，在分子式的表达上为ZnxMn1- xFe2O4。
所以，高磁导率铁氧体配方的确定和选择，首先需要对各种成分的磁特征进行充分的研究，并对各种成分的应用特征和各参数关系认真的分析，从参数和各离子的组成关系中来确定制备的配方。
不同加热方式回转窑制备MgMnZn铁氧体料球研究
陶 瓷
不同加热方式 回转窑制备 Ｍｇ Ｚ ｎ铁氧体料球研 究 Ｍｎ
李 栓 强 何 春 利 。
（ １陕 西 金 山 电器 有 限公 司 陕 西 咸 阳 ７ ２ ２ ） （ １ ０ １ ２咸 阳 陶 瓷 研 究 设 计 院
摘 要
陕 西 咸 阳 ７ ２ ０ ） １０ ０
介 绍 了回转 窑 的分 类 和工 作 原 理 ， 比 了不 同加 热 方 式 Ｍｇ Ｚ 对 Ｍｎ ｎ铁 氧 体 料 球 的 质 量 、 能耗 和 经 济 效 益 。结 果 表
电加 热 、 加热 时料球 在 回转窑高 温段温 度恒 定 ， 球 煤 料
负压 主要是通 过二 次送 风 和引风 机等进 行 调整 。 在实际生产 中， 以上 各 种 因 素 相 互 影 响 ， 互 制 相 约 。通 常采用 先 固定其 中某 一 因素 ， 整其 余参 数 ， 调 最 终 综合 调整 ， 优化 工艺 方案 ， 完成 工艺参 数 的确定 。
５ 不 同加 热 方 式 料 球 的 分 析 与 对 比
１ 料球 质量 对 比。不 同加 热 方 式 ， 球 在 烧 结 中 ） 料
４ 窑 内负 压是 温度 控制 和氧 化气 氛控制 的重 要保 ）
证 。要 稳 定 窑 内温 度 和 气 氛 就 要 稳 定 窑 内 负 压 ， 内 窑
受热 程度 不 同， 氧 体 化程 度 不 同 ， 铁 料球 的质 量 不 同。
２ 回 转 窑 的 工 作 原 理
各项参数 存在影 响 ， 同时决 定着 最 终磁 性 元器 件 的 收 缩率 ， 本文 重点对 回转窑系 统进行分 析研究 。
１ 回 转 窑 的 分 类
回转 窑 系 统 经 过 一 系 列 的 改 进 ， 以 分 为 以 下 几 可
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磁性材料生产中还需要使用氮气的是软磁中的MnZn铁氧体，它典型的生产工艺流程如下：
配料(氧化物)——混合——预烧——制粉——压制——烧结——磨加工——检测。
MnZn铁氧体使用的原材料为Fe、Mn、Zn的氧化物，故在烧结前后各生产工序中均无防氧化之需，唯一必须采取防氧化工序是“烧结”。
这是因为MnZn 铁氧体是由三种金属(Fe、Mn、Zn)氧化物在高温烧结时产生固相反应生成的，而Mn、Fe极容易变价，在不同的温度和气氛(氧分压)条件下，Mn、Fe的离于价是不同的，而要使MnZn铁氧体具有规定的磁性，则必须保证其中各金属离于的特定价态和尖晶石单相晶体结构。
除合适的配方外，关键是严格控制烧结条件——温度和气氛，使之满足平衡气氛烧结条件，防止氧化或还原的发生，杏则会出现不良后果——轻则产品性能降低，重则不能生成MnZn铁氧体，即产品失去了磁性。
因此，国内外大规模烧结MnZn铁氧体都采用了一种名为“氮气保护隧道窑”的设备，它可据工艺要求来调节三条烧结曲线：
温度——时间曲线、氧含量——时间曲线
和压力——时间曲线气氛是通过阀门调节进入氮窑的高纯氮和空气的混合比来实现，用流量计来监测。
从图可知，最低氧含量(冷却区)是非常低的，换句话说，需要99．99％以上的商纯氮气。