磁性材料-第7章-铁氧体材料解析
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➢理论上单位晶胞中有A位64个, B位32个, 实际上只有A位8个, B位16个,这为金属 离子的扩散提供了条件; ➢∴单位晶胞含有8个尖晶石铁氧体分子 MeFe2O4
2、点阵常数a:单位晶胞的棱边长
而此时A、B位间隙能容下的离子
理想情况下: a4 2r00.75nm 半径rA≈0.3Ǻ,rB≈0.55Ǻ:
➢另一种以化学共沉淀法为主的湿法工艺,此工艺制备的铁氧体
粉烧结活性和均匀性好,但是湿法的工艺路线长、条件敏感、稳 定性较差。
第二节 尖晶石型铁氧体的晶体 结构和基本特性
Crystal structure and basic characteristics of Spinel ferrites
一、尖晶石型铁氧体的晶体结构
Mg-Mn铁氧体,Ni-Cu铁 氧体,Ni-Zn铁氧体以及 钇石榴石铁氧体
3Me2O3·5Fe2O3
应用领域:100~100000MHz(米波到毫米波),多用于与输送微波的 波导管或传输线等组成各种微波器件,如雷达、通讯、导航、遥测、遥 控等电子设备
4、矩磁铁氧体:具有矩形磁滞回线的铁氧体
应用领域:各种类型电子计算机的存储器磁 芯,同时在自动控制、雷达导航、宇宙航行、 信息显示等方面也有不少的应用;
备注:压磁铁氧体与压电陶瓷(如BaTiO3)有几乎相似的应用领域,但各 自的特点不同,一般认为铁氧体压磁材料只适用于几万Hz的频段内,而压 电陶瓷的适用频段却高得多
四、铁氧体的生产工艺
铁氧体材料的生产工艺主要分为2种:
➢将氧化物原料直接球磨混合,经成型和高温烧结制成铁氧体,即所谓的
干法。这种方法工艺简单,配方准确,应用较为普遍。但采用氧化 物作原料,烧结活性和混合的均性受到限制,制约了产品性能的进一 步提高;
3、 单组元铁氧体的分子磁矩:一个分子MeFe2O4所具有的磁矩数 总体原则:弄清楚A、B位金属离子的分布状况及其离子磁矩大小
铁氧体MeFe2O4
Fe3+0.2Mn2+0.8[Mn2+0.2Fe3+1.8]O4
Fe3+[Fe2+Fe3+]O4 Fe3+[Co2+Fe3+]O4 Fe3+[Ni2+Fe3+]O4 Fe3+[Cu2+Fe3+]O4 Fe3+[Mg2+Fe3+]O4 Fe3+[Li+0.5Fe3+1.5]O4
应用领域:电讯器件中的录音器、微音器、电话 机以及各种仪表的磁铁,同时在污染处理、医学生
物和印刷显示等方面
备注:永磁铁氧体是继Al-Ni-Co系永磁金属材料后的第二种主要永磁材 料,且为永磁材料在高频段(如微波器件、其他国防器件)的应用开辟 了新的途径
3、旋磁铁氧体(微波铁氧体):在两个互相垂直的直部按一定方向的传播过 程中,其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象
代表性铁氧体:Mg-Mn铁氧体,Li-Mn铁氧 体等
5、压磁铁氧体:指磁化时能在磁场方向作机械伸长 或缩短(磁滞伸缩)的铁氧体材料
代表性铁氧体:Ni-Zn铁氧体,Ni-Cu 铁氧体,Ni-Mg铁氧体
应用领域:需要将电磁能和机械能相互转换 的超声和水声器件、磁声器件以及电讯器件、水
下电视和自动控制器件等方面
寸看,有利形成反尖晶石型铁氧体。 例1:Fe2+ 0.83Å、Fe3+ 0.67Å,根据离子半径,易形成反尖晶石
(2)、离子键的能量: (3)、共价键的空间配位性:
(4)、晶体场对3d电子能级的影响:
附:温度T对金属离子分布的影响:
F=U-TS (U为内能,是基于0 K时的平衡态来处理离子分布)
T↑,热扰动能增加,有利于离子作杂乱无序分布,所以温度对离子分布有影响,
变压器磁芯以及磁带录音和录象磁头、多 路通讯等的记录磁头
结构类型:立方晶系的尖晶石型(应用于音频甚至高频频段 1000Hz~300MHz);六角晶系的磁铅石型(用于更高的频段,如吸波材料 等)
2、永磁铁氧体:磁化后不易退磁,而能长 期保留磁性的一种铁氧体材料
结构类型:六角晶系的磁铅石型(如典型 代表BaFe12O19)
二、铁氧体磁性材料及其特性
➢铁氧体:是由铁和其他一种或多种金属组成的复合氧化物; ➢如尖晶石型铁氧体分子式MeFe2O4或MeO·Fe2O3,其中Me指离子半 径与Fe2+相近的二价金属离子(如Mn2+、Zn2+、Co2+等)或平均化合价为 二价的多种金属离子组(如Li+0.5Fe3+0.5); ➢单组分铁氧体,如锰铁氧体、镍铁氧体等和多组分铁氧体(复合铁氧体)
Mn3+ ,Ti4+,Ni2+,Cr3+
(2)、两种以上金属离子的复合铁氧体,按特喜占位分布;趋势差不 多时,按A、B均出现;
(3)、特喜占A位或B位的金属离子的置换,可在很大程度上改变金属离子的 原来分布,如用Cr3+来置换Li铁氧体中的Fe3+;
分析(金4)属、离处子于的A分、布B位情能况量常差用别手不段大:,所以在高温时将使分布趋于混乱, 如ZnFe2O4、CuFe2O4,而淬火可使混乱状态固定下来
➢ 缺点:饱和磁化强度MS较低,一般只有金属合金的1/3~1/5,说明 单位体积材料中储存的磁能较低,无法在较高磁能密度的低频、强电 和大功率领域内应用
三、铁氧体磁性材料的分类和应用
1、软磁铁氧体:在较弱的磁场下,易磁化也易 退磁的一种铁氧体材料
是目前各种铁氧体中用途最广、数量 最大、品种较多、产值较高的 应用领域:各种电感元件如滤波器磁芯、
氧参数u:描述氧离子真实位置的一个参数,它定义为氧离子与子晶 格中一个面的距离,并以点阵常数a为单位表示
在理想的尖晶石结构中, u = 3/8 = 0.375
实际中,由于A位间隙比较
小(相对于Me2+半径来说),
所以实际氧参量u都比3/8
约大一些
3、离子置换的摩尔数比条件(针对多组分铁氧体):
➢
位磁性金属离子之间的超交换作用,A、B分布 定量的推算出铁氧体晶体中金属离
直接影响材料的磁特性;
子的分布(即离子分布式),原因
在于影响因素太多;
尖晶石铁氧体分子式: MeFe2O4 离子分布式: (MexFe1-x)[Me1-xFe1+x]O4 当x=1: (Me)[Fe2]O4 ---正尖晶石 当x=0: (Fe3+)[Me2+Fe3+]O4---反型尖晶石 当 0< x< 1 : --混合型尖晶石
X射线衍射、中子衍射、饱和磁矩在绝对零度时的数值以及Mössbauer谱
2、影响金属离子分布的因素: 总体原则:金属离子的分布情况取决于自由能的最低,而自由能F=UTS,所以尖晶石铁氧体中金属离子的分布规律是与铁氧体内能U和外能 (如温度T)有关系:影响铁氧体内能的主要因素有:
(1)、离子半径:
A、离子半径小的占A位,离子半径大的占B位; B、同种金属离子 高价态占A位、低价态占B位,单从离子尺
第一节 铁氧体磁性材料的概述 第二节 尖晶石型铁氧体的晶体结构和基本特性 第三节 石榴石型铁氧体的晶体结构和基本特性
第四节 六角晶系铁氧体的晶体结构和基本特性
第一节 铁氧体磁性材料的概述
Generals of Ferrite Magnetic Materials
一、铁氧体磁性材料的发展情况
➢磁铁矿(Fe3O4)是世界上最早得到应用的一种铁氧体磁性材料; ➢1909年才第一次出现人工合成的铁氧体,1932和1933年,加藤和武井 两人研制出Cu-Zn系软磁铁氧体和Co-Fe系永磁铁氧体; ➢二战期间,荷兰菲利普公司系统的研究了各种尖晶石铁氧体,1946年 软磁铁氧体商品生产,1950年立方系软磁铁氧体商品化; ➢1952年出现磁铅石型钡铁氧体,1953~1954年出现矩磁铁氧体, 1956年出现石榴石型铁氧体并发现平面型超高频铁氧体; ➢1952年日本冈村敏彦发明了Mn-Zn系铁氧体,并先后在广播、电视和彩
三、尖晶石型铁氧体的饱和磁矩与温度特性
1、 自由离子磁矩: 自由离子磁矩是由离子的外壳层中未被补偿的电子自旋磁矩
和轨道磁矩合成而得(即未满电子壳层贡献)
一般情况:
总磁距: J gJ JJ1B 自旋磁距: S 2 SS1B
但是,在实验中发现尖晶石铁氧体分子中的离子磁距小于自 由离子磁距,而与自旋磁距接近(轨道角动量冻结)
1、单位晶胞:
➢面心立方结构,以O2-为骨架构成面心立方,以 [111] 轴为密堆积方向, 重复按ABC、ABC……,其它金属离子在O2-构成的空隙中;
➢单位晶胞由8个小立方(子晶格)组成;共边的子晶格离子分布相同, 而共面的则不同。每个小立方含有4个O2-,则48=32;O2-分布在对角线 的1/4、3/4处, 而O2-间隙中嵌入A, B离子; ➢由氧离子构成的空隙分两种: 4个O2-构成四面体----A位; 6个O2-构成八 面体----B位;
实际中: a = 8.0~8.9Å,且a值将随着Me2+半径的增大而稍有增加,
备注: ➢点阵常数a可作为判定物相的一个重要参数,可通过X射线衍射法来测 定 a 值; ➢也可以用a来判断材料中是否有另相出现;
➢点阵常数还可用作求尖晶石铁氧体的理论密度:d = 8M / N0a3 ( M:分子
量;N0: 阿佛加德罗常数)
离子磁矩 A位置 B位置
如Mn-Zn铁氧体,Ni-Zn铁氧体,Mn-Mg-Zn铁氧体;
➢电特性:其电阻率较大(与金属材料相比),且有较高的介电性能 及多铁性材料的发现; ➢磁特性:可视为具有铁磁性的金属氧化物,高频时具有较高的磁导率;
➢ 生产工艺与一般陶瓷工艺相似,因此操作方面易于控制;
➢ 它是高频弱电领域很有发展前途的一种非金属磁性材料;
2、 晶场对轨道磁矩的淬灭:
当3d金属离子位于晶体电场中,晶场对角动量 L 全部或部分淬
灭,从而导致轨道磁距µL全部或部分淬灭。
在尖晶石铁氧体中主要考虑两种晶场的淬灭作用: ①八面体晶场----来源于八面体中的最近邻6个氧离子(具有立方对称性)
②三角对称晶场----来源于次近邻的6个金属离子(围绕[111]轴且具 有三重旋转对称的晶场)
但可以从实验研究和生产实践
中总结出一些有用的一般规律,
以此来估计金属离子的分布,对生 产实践具有一定的指导意义,然后 再讨论具体的影响金属离子的分布 的因素。
1、金属离子分布的一般规律:
占A位趋向 性
(1)、各种金属离子占据A、B位的趋势有一定倾向性:
占B位趋向 性
Zn2+,Cd2+, Mn2+,Fe3+, V5+,Co2+, Fe2+ ,Cu+, Mg2+ ,Li+, Al3+, Cu2+,
色电视偏转、行输出系统得到广泛应用;
➢ 我国第一篇Mn-Zn铁氧体材料的试验研究报告由付柏生、白琏如等 先生在归国博士胡汉泉指导下于1956年完成,解决了载波频带所用MnZn铁氧体磁芯的制造工艺与技术,全文共75页,直到今天,该报告仍有 很强的现实生产指导意义;
➢1959年,我国第一届以铁氧体为主科的磁性材料及器件专业本科大学生在成 都电讯工程学院毕业,这批毕业生后来成为了新中国的铁氧体磁性材料发展 的骨干
➢ T 很高,kT >> E, x 1/3 混乱分布 ➢ T= 0 K ,若E > 0,x = 0 反尖晶石, E < 0,x = 1 正尖晶石
备注:
由于离子扩散需要一定的热扰动能,当温度较低时,扩散不能进行, 所以缓慢冷却到室温的样品比较特殊;
此外,金属离子在晶格中的扩散需要一定的扩散时间,否则即使金属 离子具有足够高的激活能也来不及扩散,因此可以采用不同的高温淬火 和冷却速度来改变铁氧体中离子的分布,从而控制样品的电磁特性。
多元铁氧体:MeFe2O4→
A B C nA nB nC xyz
O4
➢ 摩尔数比置换条件:
xyz3 xnAynBznC8
实际应用中,单组元铁氧体的电磁性能基本不能满足要求,
必须用各种金属离子进行置换获得多组元铁氧体;
二、尖晶石型铁氧体中金属离子分布规律
尖晶石型铁氧体中其亚铁磁性产生于A、B 目前尚无基本理论可以综合、
其中最明显的是MgFe2O4和CuFe2O4 eg:可以通过淬火来控制MgFe2O4的MS于(1400~2200)×103/4π 对于 (Me2+xFe3+1-x)[Me2+1-xFe3+1+x]O2-4铁氧体来说,温度T与分布参数x之间
其中激的活关能系E::表示Me2+由Bx位11进xx入2 Ae位xp所E需k的T 能量
2、点阵常数a:单位晶胞的棱边长
而此时A、B位间隙能容下的离子
理想情况下: a4 2r00.75nm 半径rA≈0.3Ǻ,rB≈0.55Ǻ:
➢另一种以化学共沉淀法为主的湿法工艺,此工艺制备的铁氧体
粉烧结活性和均匀性好,但是湿法的工艺路线长、条件敏感、稳 定性较差。
第二节 尖晶石型铁氧体的晶体 结构和基本特性
Crystal structure and basic characteristics of Spinel ferrites
一、尖晶石型铁氧体的晶体结构
Mg-Mn铁氧体,Ni-Cu铁 氧体,Ni-Zn铁氧体以及 钇石榴石铁氧体
3Me2O3·5Fe2O3
应用领域:100~100000MHz(米波到毫米波),多用于与输送微波的 波导管或传输线等组成各种微波器件,如雷达、通讯、导航、遥测、遥 控等电子设备
4、矩磁铁氧体:具有矩形磁滞回线的铁氧体
应用领域:各种类型电子计算机的存储器磁 芯,同时在自动控制、雷达导航、宇宙航行、 信息显示等方面也有不少的应用;
备注:压磁铁氧体与压电陶瓷(如BaTiO3)有几乎相似的应用领域,但各 自的特点不同,一般认为铁氧体压磁材料只适用于几万Hz的频段内,而压 电陶瓷的适用频段却高得多
四、铁氧体的生产工艺
铁氧体材料的生产工艺主要分为2种:
➢将氧化物原料直接球磨混合,经成型和高温烧结制成铁氧体,即所谓的
干法。这种方法工艺简单,配方准确,应用较为普遍。但采用氧化 物作原料,烧结活性和混合的均性受到限制,制约了产品性能的进一 步提高;
3、 单组元铁氧体的分子磁矩:一个分子MeFe2O4所具有的磁矩数 总体原则:弄清楚A、B位金属离子的分布状况及其离子磁矩大小
铁氧体MeFe2O4
Fe3+0.2Mn2+0.8[Mn2+0.2Fe3+1.8]O4
Fe3+[Fe2+Fe3+]O4 Fe3+[Co2+Fe3+]O4 Fe3+[Ni2+Fe3+]O4 Fe3+[Cu2+Fe3+]O4 Fe3+[Mg2+Fe3+]O4 Fe3+[Li+0.5Fe3+1.5]O4
应用领域:电讯器件中的录音器、微音器、电话 机以及各种仪表的磁铁,同时在污染处理、医学生
物和印刷显示等方面
备注:永磁铁氧体是继Al-Ni-Co系永磁金属材料后的第二种主要永磁材 料,且为永磁材料在高频段(如微波器件、其他国防器件)的应用开辟 了新的途径
3、旋磁铁氧体(微波铁氧体):在两个互相垂直的直部按一定方向的传播过 程中,其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象
代表性铁氧体:Mg-Mn铁氧体,Li-Mn铁氧 体等
5、压磁铁氧体:指磁化时能在磁场方向作机械伸长 或缩短(磁滞伸缩)的铁氧体材料
代表性铁氧体:Ni-Zn铁氧体,Ni-Cu 铁氧体,Ni-Mg铁氧体
应用领域:需要将电磁能和机械能相互转换 的超声和水声器件、磁声器件以及电讯器件、水
下电视和自动控制器件等方面
寸看,有利形成反尖晶石型铁氧体。 例1:Fe2+ 0.83Å、Fe3+ 0.67Å,根据离子半径,易形成反尖晶石
(2)、离子键的能量: (3)、共价键的空间配位性:
(4)、晶体场对3d电子能级的影响:
附:温度T对金属离子分布的影响:
F=U-TS (U为内能,是基于0 K时的平衡态来处理离子分布)
T↑,热扰动能增加,有利于离子作杂乱无序分布,所以温度对离子分布有影响,
变压器磁芯以及磁带录音和录象磁头、多 路通讯等的记录磁头
结构类型:立方晶系的尖晶石型(应用于音频甚至高频频段 1000Hz~300MHz);六角晶系的磁铅石型(用于更高的频段,如吸波材料 等)
2、永磁铁氧体:磁化后不易退磁,而能长 期保留磁性的一种铁氧体材料
结构类型:六角晶系的磁铅石型(如典型 代表BaFe12O19)
二、铁氧体磁性材料及其特性
➢铁氧体:是由铁和其他一种或多种金属组成的复合氧化物; ➢如尖晶石型铁氧体分子式MeFe2O4或MeO·Fe2O3,其中Me指离子半 径与Fe2+相近的二价金属离子(如Mn2+、Zn2+、Co2+等)或平均化合价为 二价的多种金属离子组(如Li+0.5Fe3+0.5); ➢单组分铁氧体,如锰铁氧体、镍铁氧体等和多组分铁氧体(复合铁氧体)
Mn3+ ,Ti4+,Ni2+,Cr3+
(2)、两种以上金属离子的复合铁氧体,按特喜占位分布;趋势差不 多时,按A、B均出现;
(3)、特喜占A位或B位的金属离子的置换,可在很大程度上改变金属离子的 原来分布,如用Cr3+来置换Li铁氧体中的Fe3+;
分析(金4)属、离处子于的A分、布B位情能况量常差用别手不段大:,所以在高温时将使分布趋于混乱, 如ZnFe2O4、CuFe2O4,而淬火可使混乱状态固定下来
➢ 缺点:饱和磁化强度MS较低,一般只有金属合金的1/3~1/5,说明 单位体积材料中储存的磁能较低,无法在较高磁能密度的低频、强电 和大功率领域内应用
三、铁氧体磁性材料的分类和应用
1、软磁铁氧体:在较弱的磁场下,易磁化也易 退磁的一种铁氧体材料
是目前各种铁氧体中用途最广、数量 最大、品种较多、产值较高的 应用领域:各种电感元件如滤波器磁芯、
氧参数u:描述氧离子真实位置的一个参数,它定义为氧离子与子晶 格中一个面的距离,并以点阵常数a为单位表示
在理想的尖晶石结构中, u = 3/8 = 0.375
实际中,由于A位间隙比较
小(相对于Me2+半径来说),
所以实际氧参量u都比3/8
约大一些
3、离子置换的摩尔数比条件(针对多组分铁氧体):
➢
位磁性金属离子之间的超交换作用,A、B分布 定量的推算出铁氧体晶体中金属离
直接影响材料的磁特性;
子的分布(即离子分布式),原因
在于影响因素太多;
尖晶石铁氧体分子式: MeFe2O4 离子分布式: (MexFe1-x)[Me1-xFe1+x]O4 当x=1: (Me)[Fe2]O4 ---正尖晶石 当x=0: (Fe3+)[Me2+Fe3+]O4---反型尖晶石 当 0< x< 1 : --混合型尖晶石
X射线衍射、中子衍射、饱和磁矩在绝对零度时的数值以及Mössbauer谱
2、影响金属离子分布的因素: 总体原则:金属离子的分布情况取决于自由能的最低,而自由能F=UTS,所以尖晶石铁氧体中金属离子的分布规律是与铁氧体内能U和外能 (如温度T)有关系:影响铁氧体内能的主要因素有:
(1)、离子半径:
A、离子半径小的占A位,离子半径大的占B位; B、同种金属离子 高价态占A位、低价态占B位,单从离子尺
第一节 铁氧体磁性材料的概述 第二节 尖晶石型铁氧体的晶体结构和基本特性 第三节 石榴石型铁氧体的晶体结构和基本特性
第四节 六角晶系铁氧体的晶体结构和基本特性
第一节 铁氧体磁性材料的概述
Generals of Ferrite Magnetic Materials
一、铁氧体磁性材料的发展情况
➢磁铁矿(Fe3O4)是世界上最早得到应用的一种铁氧体磁性材料; ➢1909年才第一次出现人工合成的铁氧体,1932和1933年,加藤和武井 两人研制出Cu-Zn系软磁铁氧体和Co-Fe系永磁铁氧体; ➢二战期间,荷兰菲利普公司系统的研究了各种尖晶石铁氧体,1946年 软磁铁氧体商品生产,1950年立方系软磁铁氧体商品化; ➢1952年出现磁铅石型钡铁氧体,1953~1954年出现矩磁铁氧体, 1956年出现石榴石型铁氧体并发现平面型超高频铁氧体; ➢1952年日本冈村敏彦发明了Mn-Zn系铁氧体,并先后在广播、电视和彩
三、尖晶石型铁氧体的饱和磁矩与温度特性
1、 自由离子磁矩: 自由离子磁矩是由离子的外壳层中未被补偿的电子自旋磁矩
和轨道磁矩合成而得(即未满电子壳层贡献)
一般情况:
总磁距: J gJ JJ1B 自旋磁距: S 2 SS1B
但是,在实验中发现尖晶石铁氧体分子中的离子磁距小于自 由离子磁距,而与自旋磁距接近(轨道角动量冻结)
1、单位晶胞:
➢面心立方结构,以O2-为骨架构成面心立方,以 [111] 轴为密堆积方向, 重复按ABC、ABC……,其它金属离子在O2-构成的空隙中;
➢单位晶胞由8个小立方(子晶格)组成;共边的子晶格离子分布相同, 而共面的则不同。每个小立方含有4个O2-,则48=32;O2-分布在对角线 的1/4、3/4处, 而O2-间隙中嵌入A, B离子; ➢由氧离子构成的空隙分两种: 4个O2-构成四面体----A位; 6个O2-构成八 面体----B位;
实际中: a = 8.0~8.9Å,且a值将随着Me2+半径的增大而稍有增加,
备注: ➢点阵常数a可作为判定物相的一个重要参数,可通过X射线衍射法来测 定 a 值; ➢也可以用a来判断材料中是否有另相出现;
➢点阵常数还可用作求尖晶石铁氧体的理论密度:d = 8M / N0a3 ( M:分子
量;N0: 阿佛加德罗常数)
离子磁矩 A位置 B位置
如Mn-Zn铁氧体,Ni-Zn铁氧体,Mn-Mg-Zn铁氧体;
➢电特性:其电阻率较大(与金属材料相比),且有较高的介电性能 及多铁性材料的发现; ➢磁特性:可视为具有铁磁性的金属氧化物,高频时具有较高的磁导率;
➢ 生产工艺与一般陶瓷工艺相似,因此操作方面易于控制;
➢ 它是高频弱电领域很有发展前途的一种非金属磁性材料;
2、 晶场对轨道磁矩的淬灭:
当3d金属离子位于晶体电场中,晶场对角动量 L 全部或部分淬
灭,从而导致轨道磁距µL全部或部分淬灭。
在尖晶石铁氧体中主要考虑两种晶场的淬灭作用: ①八面体晶场----来源于八面体中的最近邻6个氧离子(具有立方对称性)
②三角对称晶场----来源于次近邻的6个金属离子(围绕[111]轴且具 有三重旋转对称的晶场)
但可以从实验研究和生产实践
中总结出一些有用的一般规律,
以此来估计金属离子的分布,对生 产实践具有一定的指导意义,然后 再讨论具体的影响金属离子的分布 的因素。
1、金属离子分布的一般规律:
占A位趋向 性
(1)、各种金属离子占据A、B位的趋势有一定倾向性:
占B位趋向 性
Zn2+,Cd2+, Mn2+,Fe3+, V5+,Co2+, Fe2+ ,Cu+, Mg2+ ,Li+, Al3+, Cu2+,
色电视偏转、行输出系统得到广泛应用;
➢ 我国第一篇Mn-Zn铁氧体材料的试验研究报告由付柏生、白琏如等 先生在归国博士胡汉泉指导下于1956年完成,解决了载波频带所用MnZn铁氧体磁芯的制造工艺与技术,全文共75页,直到今天,该报告仍有 很强的现实生产指导意义;
➢1959年,我国第一届以铁氧体为主科的磁性材料及器件专业本科大学生在成 都电讯工程学院毕业,这批毕业生后来成为了新中国的铁氧体磁性材料发展 的骨干
➢ T 很高,kT >> E, x 1/3 混乱分布 ➢ T= 0 K ,若E > 0,x = 0 反尖晶石, E < 0,x = 1 正尖晶石
备注:
由于离子扩散需要一定的热扰动能,当温度较低时,扩散不能进行, 所以缓慢冷却到室温的样品比较特殊;
此外,金属离子在晶格中的扩散需要一定的扩散时间,否则即使金属 离子具有足够高的激活能也来不及扩散,因此可以采用不同的高温淬火 和冷却速度来改变铁氧体中离子的分布,从而控制样品的电磁特性。
多元铁氧体:MeFe2O4→
A B C nA nB nC xyz
O4
➢ 摩尔数比置换条件:
xyz3 xnAynBznC8
实际应用中,单组元铁氧体的电磁性能基本不能满足要求,
必须用各种金属离子进行置换获得多组元铁氧体;
二、尖晶石型铁氧体中金属离子分布规律
尖晶石型铁氧体中其亚铁磁性产生于A、B 目前尚无基本理论可以综合、
其中最明显的是MgFe2O4和CuFe2O4 eg:可以通过淬火来控制MgFe2O4的MS于(1400~2200)×103/4π 对于 (Me2+xFe3+1-x)[Me2+1-xFe3+1+x]O2-4铁氧体来说,温度T与分布参数x之间
其中激的活关能系E::表示Me2+由Bx位11进xx入2 Ae位xp所E需k的T 能量