铁氧体基础知识教程文件
铁氧体基础知识
常用术语及定义
磁滞回线（B-H回线） 起始磁导率μi 饱和磁通密度Bs 矫顽力Hc 剩余磁通密度Br 有效磁导率μe
磁滞回线（B-H回线）
损耗因数tgδ 比损耗因数tgδ/μi 品质因数Q 磁滞常数ηB 磁导率的温度系数αμ 磁导率的温度因子（比温度系数）αμr 居里温度Tc 减落因子DF
FB45 DNW45 T57 3E28
FQ45
FQ48
FH1 HS52
FH1B DN50
FH2 HS72 T37 3E27
FH3 HS10 T38 3E55 10000H MA100 NC10H/10TB A101 R10K TH10 2H10 HG103A JPH-10F SM-100 HM5A
FH4 H5C4 T42 3E6
DMR40 DMR44 DMR47 DMR50 DMR95 TP4 6H20 PG232 JPP-4 PL-7 PM7 TP4A 6H41 PG242 TP4D TP5A 7H10 PG152 TP4W 6H60 PG312 JPP-95 PL-9 PM12
DMR71 DMR70
HB502
HG502 JPH-5
JPP-44 JPP-44A JPP-5 PL-11 PM11 PL-F1 FM5
SM-43 BM30
SM-23T
SM-50
SM-150
KASCHKE
K2006
K2008
K2001
K5000
K8000
K10000
.
FH5 H5C5 T46 3E7
N45 3B46
N48 3B7 2001F
N30
5000H MA055 NC-5Y A05 R5K TS5 2H06
镍锌铁氧体(NiZnFe2O4)及其工艺
第三十四讲、镍锌铁氧体（NiZnFe2O4）及其工艺教学目标：熟悉镍锌铁氧体（NiZnFe2O4）的工艺职业技能教学点：1添加剂2离子取代新课教学：在1～100MHz范围内，NiZnFe2O4应用最广泛。
使用频率高、频带宽。
由于Ni2+不易变价，故可在氧气氛中烧结，以避免Fe2+离子的产生。
电阻率ρ可达106Ω.cm 以上。
缺点是：Ni资源缺乏，故生产成本较高。
一、基本配方Fe2O3的含量接近于50mol%时，μi最高。
对（Ni0.32Zn0.68O）1-x（Fe2O3）1+x的配方，结果显示：1、当x＞0时，密度随x值的增加而下降，从而导致μi值的下降；2、当x＜0时，会产生非磁性相，因而μi随x负值的增大而下降；3、随着Ni含量的增加，Fe2O3的下降，这主要是由于偏离λs、K1较小的区域；4、ZnO含量因使用频率与具体用途而异，当用于1MHz以下较低频段时ZnO含量可适当提高，甚至可达35%。
使用频率的增高，要求ZnO含量随之减小，甚至可低到百分之几（摩尔比）。
表10-1列出了一般通讯用NiZn铁氧体的配方与截止频率的关系：表10-1般通讯用NiZn铁氧体的配方（mol%百分比）与截止频率NiZnFe2O4用于大功率高频场中（因此称为高频磁），需要的是高饱和磁感应强度。
通常取NiFe2O4：ZnFe2O4=60%：40%的配比，即Ni0.6Zn0.4Fe2O4。
二、添加剂的影响1、添加Co2O 3在NiZnFe2O4中添加少量的钴，可以产生感生各向异性，有利于提高截止频率，降低损耗。
另一方面由于Co3+的存在，将会在μi-T曲线上呈现第二峰，有利于改善温度特性。
为了同时改善温度系数，添加平面六角的Co2Y铁氧体（Co2Y=Ba2Co2Fe12O22=2BaO.2CoO.6Fe2O3）十分有效。
添加Co2Y主要是Co、Ba离子的作用，Co离子呈几何有序排列，使畴壁稳定在能量最低位置，Ba2+半径大，可以起钉扎畴壁的作用。
微波技术基础课件第九章微波铁氧体元件
入式(9.1-20)，得到磁化强度分量为
M
x
m 0
H
,
M
y
jm 0
H
第9章微波铁氧体元件
于是，由H+产生的磁化强度矢量可以写成
M
M
x
xˆ
M
y
yˆ
m 0
H (xˆ
jyˆ )
(9.1-29)
可见也是右旋圆极化, 并与激励场H+同步以角速度ω旋转。
由于M+和H+的方向相同,故可以写成B+=μ0(M++H+)=μ+H+,这 里μ+是右旋圆极化波的有效导磁率:
(9.1-2)
此角动量的矢量方向与自旋磁偶极矩的方向相反，如图
9.1-1 所示。自旋磁矩与自旋角动量之比为一常数，称之为
旋磁比(gyromagnetic ratio):
m q 1.759 10 34 (C/kg )
s me
于是自旋磁矩与自旋角动量之间有如下矢量关系:
(9.1-3)
m=-γs
(9.1-4)
如图 9.1-1 所示。如果没有能量补充，进动角θ(m和B0之间 的夹角)将逐渐变小; 但若再加入微波磁场H，则电子就可以
在一定的进动角θ下不断作拉摩进动。
根据量子力学，力矩T应等于角动量的时间变化率，由
此得到无衰减进动方程:
T
ds dt
1
dm dt
0m
H0
或者得到磁偶极矩m的运动方程
dm dt
0m
第9章微波铁氧体元件
2. 圆极化微波场情况 为了更好地理解微波信号与饱和磁化铁氧体材料的相互 作用，我们进一步考虑圆极化的微波场情况。 右旋圆极化场为
硬磁铁氧体
永磁铁氧体预烧实质上是各类原料在高温条件下通过固相反 应充分转变为六角晶系铁氧体的过程，这一转变过程进行得 是否完善、晶体形态是否完整会对材料的品质带来重要影响， “先天不足”一旦在此发生，后工序将无法弥补。一般的预 烧温度在800-1200℃之间，保温时间1-4h。预烧完结后基本 上已得到具有所要的化学成分的铁氧体，但是反应程度还不 够均匀，或存在少量未反应的配料。
对注塑铁氧体来说，成型前要经过混 炼造型处理；成型方式为注射成型。
注塑铁氧体：
铁氧体颗粒与塑料混合，经混炼、注射 成型获得最终的器件。
要解决的关键问题：
（1）磁性能
（2）流动性
影响流动性的因素： （1）磁粉颗粒形貌、尺寸分布；
（2）塑料的流动性能；
（3）磁粉与塑料的复合工艺。
研究结果： （1）国产商业化注塑料：
第二阶段：晶核氧化法生产的氧化铁 FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓ 4FeSO4+4H2O+O2→2Fe2O3↓+4H2SO4 Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑
将一定量的硫酸亚铁溶液（5%）与过量氢氧化钠溶液反应（要求碱过量 0.04～0.08g/ml)，在常温下通入空气，使之全部变为红棕色的氢氧化铁胶 体溶液，作为沉积氧化铁的晶核。以上述晶核为载体，以硫酸亚铁为介质， 通入空气，在75～85℃，在金属铁存以下，硫酸亚铁与空气中氧气作用生 成三氧化二铁（即铁红）沉积在晶核上，溶液中的硫酸根又与金属铁作用 重新生成硫酸亚铁，硫酸亚铁再被空气氧化成铁红继续沉积，这样循环至 整个过程结束，生成氧化铁红。
的。
实验四：电子显微镜观察显示，堆垛层错和形变孪晶是主要的晶格缺陷。
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。
铁氧体磁性材料
矩磁材料是指一种具有矩形磁滞回线的铁氧体材料，如图4所示。磁滞回线是指外磁场增大到饱和场强+Hs后， 由+Hs变到-Hs再回到+Hs往返一周的变化中，磁性材料的磁感应强度也相应由+Bs，变到-Bs再回到+Bs，所经历 的闭合循环曲线。最常用的矩磁材料有镁锰铁氧体Mg-MnFe2O4和锂锰铁氧体Li-MnFe2O4等。
将混合后的配料在高温炉中加热，促进固相反应，形成具有一定物理性能的多晶铁氧体。这种多晶铁氧体也 称为烧结铁氧体。这种预烧过程是在低于材料熔融温度的状态下，通过固体粉末间的化学反应来完成的固相化学 反应。在固相反应中，一般来说，铁氧体所用的各种固态原料，在常温下是相对稳定的，各种金属离子受到品格 的制约，只能在原来的结点作一些极其微小的热振动。但是随着温度的升高，金属离子在结点上的热振动的振幅 越来越大，从而脱离了原来的结点发生了位移，由一种原料的颗粒进入到另一种原料的颗粒中。形成了离子扩散 现象。
这种材料不仅可以用作电讯器件中的录音器、微音器、拾音器、机以及各种仪表的磁铁，而且在污染处理、 医学生物和印刷显示等方面也得到了应用。
硬磁铁氧体材料是继铝镍钻系硬磁金属材料后的第二种主要硬磁材料，它的出现不仅节约了镍、钻等大量战 略物资，而且为硬磁材料在高频段（如电视机的部件、微波器件以及其他国防器件）的应用开辟了新的途径。
软磁铁氧体主要用作各种电感元件，如滤波器磁芯、变压器磁芯、天线磁芯、偏转磁芯以及磁带录音和录象 磁头、多路通讯等的记录磁头的磁芯等。
一般软磁铁氧体的晶体结构都是立方晶系尖晶石型，应用于音频至甚高频频段（1千赫-300兆赫）。但是具 有六角晶系磁铅石型晶体结构的软磁材料却比尖晶石型的应用频率上限提高了好几倍。
铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用
铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰（ＥＭＩ）是经济简便而有效的方法，已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。
那么什么是铁氧体呢？如何选择，怎样使用铁氧体元件呢？这篇文章将对这些问题作一简要介绍。
一、什么是铁氧体抑制元件铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。
但颜色为黑灰色，故又称黑磁或磁性瓷。
铁氧体的分子结构为ＭＯ·Ｆe2Ｏ3，其中ＭＯ为金属氧化物，通常是ＭnＯ或ZnＯ。
衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率μ，饱和磁通密度Ｂs，剩磁Ｂr和矫顽力Ｈc等。
对于抑制用铁氧体材料，磁导率μ和饱和磁通密度Ｂs是最重要的磁性参数。
磁导率定义为磁通密度随磁场强度的变化率。
μ＝△Ｂ／△Ｈ对于一种磁性材料来说，磁导率不是一个常数，它与磁场的大小、频率的高低有关。
当铁氧体受到一个外磁场Ｈ作用时，例如当电流流经绕在铁氧体磁环上的线圈时，铁氧体磁环被磁化。
随着磁场Ｈ的增加，磁通密度Ｂ增加。
当磁场Ｈ场加到一定值时，Ｂ值趋于平稳。
这时称作饱和。
对于软磁材料，饱和磁场Ｈ只有十分之几到几个奥斯特。
随着饱和的接近，铁氧体的磁导率迅速下降并接近于空气图1 铁氧体的B-H曲线的导磁率(相对磁导率为１）如图１所示。
铁氧体的磁导率可以表示为复数。
实数部分μ'代表无功磁导率，它构成磁性材料的电感。
虚数部分μ"代表损耗，如图２所示。
μ＝μ'－jμ"图2 铁氧体的复数磁导率磁导率与频率的关系如图３所示。
在一定的频率范围内μ'值（在某一磁场下的磁导率）保持不变，然后随频率的升高磁导率μ'有一最大值。
频率再增加时，μ'迅速下降。
代表材料损耗的虚数磁导率μ"在低频时数值较小，随着频率增加，材料的损耗增加，μ"增加。
如图３所示，图中tanδ=μ"/μ'图3 铁氧体磁导率与频率的关系图4 铁氧体抑制元件的等效电路（a）和阻抗矢量图（b）二、铁氧体抑制元件的阻抗和插入损耗当铁氧体元件用在交流电路时，铁氧体元件是一个有损耗的电感器，它的等效电路可视为由电感Ｌ和损耗电阻Ｒ组成的串联电路，如图４所示。
软磁铁氧体材料基本知识、特性参数和定义
e
L 107
4N 2
C1
表观磁导率
含有磁芯线 圈的电感量
电感系数
app
L L0
空心线圈的电感 量
L AL N 2
AL
0e
C1
19/39
软磁铁氧体的特性参数
☺磁导率的温度特性(i～T)
温度系数 ｉ
i
ref ref ref
i
1
T
F i i
居里温度Tc
20/39
软磁铁氧体的特性参数
超低损耗MnZn铁氧体材
年份
型号
料
测试条件
功率损耗
1984 TDK：PC40 100kHz, 200mT, 100℃ 410 kW/m3
1990 TDK：PC44 100kHz, 200mT, 100℃ 300 kW/m3
1995 TDK：PCxy 100kHz, 200mT, 80℃ 200 kW/m3
TDK公司H5C4，12000，>9000(-20℃) EPCOS公司T38，10000，>9000(-23℃) TDK公司DN70，低谐波失真(0～85℃) TDK公司DNW45，宽温高直流叠加(-40～
Tc
6.475
xFe2O3
2 3
xZnO 104
在居里温度附近，K1急剧趋于零，而Ms尚有一定数值，故导致μi～T 峰值出现（I峰）。
21/39
软磁铁氧体的特性参数
☺磁导率的频率特性(i～f )
1234. 中高极低频高频频((ff=f(<=1f110>0041460H11z0)0:6H1复H0z)Hz磁-)-z:导-)与-：交率低畴换µ频r壁区大相共。，似振µ，和r可小自能，然出损共现耗振尺小；寸，大
软磁铁氧体介绍
制作人
徐传国 冯平源 郭则依
磁性及其普遍性
• 随着科学技术的发展，已揭示出一切的物 质都具有磁性磁性在生产和技术，科研和 国防，以及家庭生活中都有广泛的应用。
软磁铁氧体 材料的定义及分类
软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化 物，采用粉末冶金方法生产。有Mn-Zn、Cu-Zn、 Ni-Zn等几类，其中Mn-Zn铁氧体的产量和用量最 大，Mn-Zn铁氧体的电阻率低，为1～10 欧姆/米， 一般在100kHZ以下的频率使用。Cu-Zn、Ni-Zn铁 氧体的电阻率为102～104欧姆/米，在100kHz～10 兆赫的无线电频段的损耗小，多用在无线电用天线
MgZn 系铁氧
• MgZn系铁氧体MgZn 系铁氧体材料的电阻 率较高，主要应用于制作显像管或显示管 是品种最多、应用最广、用量 最大的一种磁性材料，是电子信息和家电 工业等的重要基础功能材料。经过半个多 世纪各国铁氧体公司的科研生产，世界软 磁铁氧体性能得到了很大的改进和提高， 其产量逐年高速递增，应用领域范围不断 扩大。
MnZn 系铁氧体
• MnZn 系铁氧体具有高的起始磁导率，较高的饱 和磁感应强度，在无线电中频或低频范围有低 的损耗，它是 1 兆赫兹以下频段范围磁性能最 优良的铁氧体材料。
• 常用的 MnZn 系铁氧体起始磁导率μ i =40020000 ，饱和磁感应强度 Bs=400-530mT
NiZn 系铁氧体
• NiZn 系铁氧体使用频率 100kHz ～ 100MHz ，最高可使用到 300MHz 。这类 材料磁导率较低，电阻率很高，一般为 105 ～ 107 Ω cm 。
• 因此，高频涡流损耗小，是 1MHz 以上高 频段磁性能最优良材料。常用 NiZn 系材 料的磁导率μ i =5-1500 ，饱和磁感应强度 Bs=250-400mT 。
07.磁性材料第一部分-软磁铁氧体材料
•
引言
• 磁性材料是功能材料的重要分支； • 磁性元器件具有转换、传递、处理信息、存储能量、节约能源等 功能, • 应用于能源、电信、自动控制、通讯、家用电器、生物、医疗卫 生、轻工、选矿、物理探矿、军工等领域,尤其在信息技术领域 已成为不可缺少的组成部分。 • 信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能、数字化、智能 化方向发展;要求磁性材料制造的元器件不仅大容量、小型化、 高速度,而且具有可靠性、耐久性、抗振动和低成本的特点。
二、提高µ 的方法 i
（一）.提高材料的Ms 尖晶石铁氧体 Ms = | MB - MA| 1.选高Ms的单元铁氧体 如:MnFe2O4(4.6--5 µ ); NiFe2O4 (2.3 µ ) B B 2.加入Zn,使MAs降低 另外: CoFe2O4 (3.7 µ )磁晶各向异性 B Fe3O4(4 µ ) 电阻率低,K也较大 B Li0.5Fe2.5O4(2.5 µ ) 烧结性差,10000C, Li挥 B 发
§1-3
软磁铁氧体的磁谱
一、软磁铁氧体磁谱及形状 磁谱：软磁材料在弱交变磁场中，复磁导率µ = r µ ' - µ " 随频率变化的曲线 r r
µ µ' r
1
µ" r
2
3
4
f
一般软磁铁氧体材料的磁谱
铁氧体磁谱分区： 1.低频( f<104Hz): 复磁导率µ 大, µ 小,损耗小， r r 磁导率随频率变化不大; 2.中频(f=104 106Hz):与低频相似，可能出现尺寸 共振和磁力共振; µ 下降， µ 出现峰值 ； r r
<<磁性材料>>(铁氧体部分)
引言
• 无论是电子技术、电力技术、通信技术、还是空间技术、计算技术、生 物技术，乃至家用电器，磁学和磁性材料都是不可缺少的重要部分。
尖晶石型铁氧体磁性材料
一、铁氧体磁性材料分类1、按晶格类型分类按晶格类型分类，有以下三种类型：1．1尖晶石型铁氧体尖晶石型铁氧体的化学分子式为MFe204，M是指离子半径与二价铁离子相近的二价金属离子Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等)或平均化学价为二价的多种金属离子组(如Li+0.5Fe3+0.5)。
使用不同的替代金属，可以合成不同类型的铁氧体。
(以Zn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物ZnFe204称为锌铁氧体，以Mn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物MnFe204称为锰铁氧体)。
通过控制替代金属，可以达到控制材料磁特性的目的。
由一种金属离子替代而成的铁氧体称为单组分铁氧体。
由两种或两种以上的金属离子替代可以合成出双组分铁氧体和多组分铁氧体。
锰锌铁氧体(Mn-ZnFe204)和镍锌铁氧体(Ni-ZnFe24)就是双组分铁氧体，而锰镁锌铁氧体（Mn-Mg-ZnFe204)则是多组分铁氧体。
1．2磁铅石型铁氧体磁铅石型铁氧体是与天然矿物--磁铅石Pb(Fe7.5Mn3.5Al0.5Ti0.5)O19有类似晶体结构的铁氧体，属于六角晶系，分子式为MFe12O19，M为二价金属离子Ba2+、Sr2+、Pb2+等。
通过控制替代金属，可以获得性能改善的多组分铁氧体。
1．3石榴石型铁氧体石榴石型铁氧体是指一种与天然石榴石(Fe，Mg)3A12(Si04)3：有类似晶体结构的铁氧体，属于立方晶系，分子式为R3Fe5Ol2，R表示三价稀土金属离子Y3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+或Lu3+等。
Y3Fe5O12(YIG)钇铁石榴石是目前最常用的石榴石型铁氧体。
1．4钙钛矿型铁氧体钙钛矿型铁氧体是指一种与钙钛矿(CaTi03)有类似晶体结构的铁氧体，分子式为MFeO3，M表示三价稀土金属离子。
其他金属离子M3+或(M2++M4+)也可以置换部分Fe3+，组成复合钙钛矿型铁氧体。
锰锌铁氧体电阻率-概述说明以及解释
锰锌铁氧体电阻率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述锰锌铁氧体是一种重要的磁性材料，具有广泛的应用领域。
它是由锰氧化物、锌氧化物和铁氧化物等混合物组成，经过高温烧结制成。
锰锌铁氧体具有良好的导电性能和磁性能，因此在电子元器件、通讯设备、电力设备等领域得到了广泛的应用。
电阻率是一个衡量材料导电性能的重要指标，描述了材料对电流运输的阻碍程度。
对于锰锌铁氧体来说，它的电阻率决定了材料在电路中的电导特性。
因此，研究锰锌铁氧体的电阻率特性对于深入了解其导电行为，优化材料的性能具有重要意义。
在本文中，我们将详细介绍锰锌铁氧体的基本概念、制备方法和物理性质。
特别是，我们将重点讨论锰锌铁氧体的电阻率特性，探究其受温度、压力等因素的影响。
通过实验研究和理论分析，我们将揭示锰锌铁氧体电阻率的变化规律，并探讨与其它物理性质的相互关系。
通过本文的论述，我们希望能够更好地认识锰锌铁氧体的电阻率特性，为其在各个领域的应用提供科学依据。
同时，我们也希望通过对锰锌铁氧体的电阻率研究，为其他磁性材料的电导行为提供借鉴和启示。
最后，我们将对未来锰锌铁氧体电阻率方面的研究进行展望，并指出待解决的问题和可能的研究方向。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要围绕锰锌铁氧体的电阻率展开讨论，共分为以下几个部分：1. 引言：介绍文章的背景和研究意义，以及锰锌铁氧体在电子工业中的应用前景。
2. 正文：包括两个主要部分，分别对锰锌铁氧体的基本介绍和电阻率特性进行详细阐述。
2.1 锰锌铁氧体的基本介绍：介绍锰锌铁氧体的组成、制备方法以及物理性质等方面的基本情况，为后续对其电阻率特性的讨论提供必要的背景知识。
2.2 锰锌铁氧体的电阻率特性：重点探究锰锌铁氧体在不同温度下的电阻率变化规律，分析其影响因素以及可能的机理，同时介绍现有的研究成果和实验方法。
3. 结论：对本文的主要内容进行总结和归纳，重申锰锌铁氧体的电阻率特性在电子领域的重要性，并提出未来研究的展望和方向。
铁氧体基础知识
常用术语及定义
磁滞回线（B-H回线） 起始磁导率μi 饱和磁通密度Bs 矫顽力Hc 剩余磁通密度Br 有效磁导率μe
磁滞回线（B-H回线）
损耗因数tgδ 比损耗因数tgδ/μi 品质因数Q 磁滞常数ηB 磁导率的温度系数αμ 磁导率的温度因子（比温度系数）αμr 居里温度Tc 减落因子DF
K5000
A07
A101
A121 A151
R7K
R10K R12K R15K
TS7
TH10
TL13 TL15
2H07
2H10
2H15
HG702 HG103A HG123 HG153
JPH-7 JPH-10F
SM-70S SM-100
SM-150
HM3A HM5A
K8000 K10000
.
铁氧体基础知识
目录
铁氧体概述 常用术语及定义
铁氧体概述
磁性材料 Mn-Zn铁氧体
磁性材料
弱磁性物质：抗磁性、顺磁性、反铁磁性
强磁性物质：铁磁性和亚铁磁性
Mn-Zn铁氧体
铁氧体是由铁和其他一种或多种金属组成的复合 氧化物。如尖晶石型铁氧体的化学式为 MeFe2O4或 MeO·Fe2O3,其中Me是离子半径 与二价铁离子(Fe2+)相近的二价金属离子(如 Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+ 等)或平均化学价为二价的多种金属离子组。
PG152 PG312 HB502
HG502
江门安磁
JPP-4 JPP-44 JPP-44A JPP-5 JPP-95
JPH-5
SAMWHA
PL-7 PL-11
6.3 铁氧体
一个晶胞中含有8个 MgAl2O4分子，共含 有32个氧离子，16个 铝离子，8个镁离子。 由图中可以推算出32 个阳离子共构成64个 四面体间隙，简称A 位，和32个八面体间 隙，简称B位。
空隙数目>阳离子数目 8个Mg2+离子占据A位， 16个Al3+离子占据B位 Fe3O4的离子分布与 MgAl2O4不一样，而是 Fe2+占据了八个B位，其 分子结构可以写成： （Fe3+）（Fe2+Fe3+）O4
两价钡离子的半径与氧离 子半径(1.32Å)相近，Ba2+ 不能进入氧离子所构成的 空隙中，只能与氧离子处 于同一层。见图6—5所示， 其晶体结构不是立方对称 而是六角对称的。图中两 层Ba离子之间夹着一个尖 晶石块，其离子的分布和 沿着立方体对角线即 <111>方向切割下来的尖 晶石结构是相同的。
共沉淀法 水热法
三、单晶铁氧体制造工艺 与非金属单晶生长大致相同。Mn-Zn 和Ni-Zn系铁氧体单晶生长一般是采用布里 兹曼法，即把多晶铁氧体放入铂坩埚里熔 融后，在适当的温度梯度电炉中使坩埚下 降，从坩埚底部慢慢固化生成单晶。为了 使熔融状态下形成的氧分压达到平衡，晶 体生长时在炉膛内需要加几个乃至100个 MPa的氧分压。
（Fe3+）（Fe2+Fe3+）O4 这种分布的铁氧体称为反尖晶石型铁氧体。
2、磁铅石型铁氧体
磁铅石型铁氧体同天然磁铅石 PbFe7.5Mn3.5Al0.5Ti0.5O19有类似的晶体结构， 属于六方晶系。 分子式为MFe12O19，M为Ba2+、Sr2+或Pb2+ 等离子。BaFe12O19的结构称为M型，其他 四种结构分别称为W、X、Y和Z型。
铁氧体生产工艺技术——铁氧体的烧结(一)
《铁氧体生产工艺技术》
烧结温度曲线
《铁氧体生产工艺技术》
烧结窑炉
《铁氧体生产工艺技术》
烧结窑炉
《铁氧体生产工艺技术》
❖ 2、烧结推动力 ❖ （1）致密化与瓶颈形成的推动力与机制 ❖ 物质由曲率半径小处向曲率半径较大处传递，同一颗
粒内物质传递的结果导致所谓的颗粒“球化”；不同 颗粒接触时，物质将由小颗粒向大颗粒传递，促使颗 粒“粗化”。 ❖ （2）晶体生长的驱动力——界面能 ❖ 晶界移动对晶粒生长的贡献取决于初始的颗粒尺寸比。 ❖ 三、晶粒长大与二次再结晶现象 ❖ 1、晶粒生长与致密化的关系
❖ 复习——讲授——小结—生产工艺技术》
❖ 复习上次课重点： ❖ 烧结的概念，将成型好的坯件在常压或加压下，在空
气中（或保护气体中）高温（T＜T熔点＝加热，使颗 粒相互结合，排除颗粒间的气孔，提高材料的机械强 度，使之充分铁氧体化（充分固相反应）。
❖ 二、烧结过程分为烧结初期、烧结中期、烧结后期三 个阶段。不同颗粒接触时，物质将由小颗粒向大颗粒 传递，促使颗粒“粗化”，晶界移动对晶粒长大的贡 献取决于初始颗粒的尺寸比。
❖ 这里有一个容易混淆的问题：是否是由于晶粒 长大的结果才导致了烧结体的致密化呢？
《铁氧体生产工艺技术》
❖ 烧结初、中期表面扩散是最有可能的致密化及 粗化的物质传输途径或至少是其中之一，而烧 结后期只有晶界或体积扩散是可能的机制。
❖ 表面扩散传质可同时导致颗粒列阵的收缩和晶 粒生长，
❖ 并且传质过程对颗粒列阵收缩的贡献远大于晶 粒生长导致烧结重新启动（颗粒间二面角的重 新形成）所引起的收缩。
《铁氧体生产工艺技术》
❖ 对于所有气孔均符合热力学收缩密度有所不同 的磁体，初始密度对烧结密度的影响是不大的。 但如果初始密度过低，热力学稳定，致密化将 受明显影响，初始密度高，R小，σp大，有利 于致密化。
铁氧体磁芯及其应用资料
提纲
软磁铁氧体材料及磁心基础知识 软磁铁氧体的发展趋势 铁氧体磁心的典型应用
软磁铁氧体材料及磁心基础知识
磁性材料的分类 硬磁 (永磁) 材料—— 金属永磁(NdFeB/SmCo/AlNiCo)
永磁铁氧体 (Sr/Ba) 软磁材料—— 金属软磁 (Fe/FeNi/FeSiAl/非晶态合金/微晶/
软磁铁氧体的主要优点
电阻率远大于金属磁性材料，这抑制了涡流的产生， 使铁氧体能应用于高频领域；采用陶瓷工艺易于制成 各种不同的形状和尺寸；化学特性稳定、不生锈；较 低的制造成本。
软磁铁氧体的主要缺点
饱和磁通密度较低，质地脆，易碎。
种类繁多的软磁铁氧体磁心
软磁铁氧体的主要用途
主要制成磁心用于各种电感器、变压器、滤波器和扼 流圈的制造，广泛应用于现代电子信息领域，如电脑 及其外部设备、办公自动化设备、数字通信和模拟通 信设备、互联网、家用电器、电磁兼容设备、绿色照 明装置、工业自动化和汽车、航空、航天及军事领域。
接口电路
背光源逆变器 （Backlight Inverter）
冷阴极射 线管 (CCFL)
LCD背光源逆变器
晶体管
IC 电阻
扼流圈 片式电感
升压变压器1推2（2合1）式来自升压变压器主要技术要求：
在50 ~100kHz内有低的损耗，损耗温度系数为负值， 低矮轮廓，高尺寸精度
适合的材料为LP3、LP3A、LP9 适合的磁心形状为EFD、EE 、EI、CI、UI
6. 居里温度Tc (℃ ) 在该温度下材料由铁磁性(或亚铁磁性) 转变成顺磁性。
7. 电阻率ρ (Ω/m) 具有单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻。
8. 密度d (kg/m3 ) 单位体积材料的重量，即 d = W/V 式中 W为磁心的重量 (kg ) V为磁心的体积 ( m3 )
锰锌铁氧体生产工艺培训
7、预烧
①目的：将混合好的原料进行初步的固相反应，以减少 烧成工序固相反应剧烈程度和减少烧成工序的 收缩变形
②设备和工艺：我公司有两种方法和设备 a、煤窑预烧：化学反应时间长但不均匀 b、回转窑预烧：化学反应时间短但均匀
3、原材料分析化验
锰锌铁氧体原材料有三种： 氧化铁(Fe2O3) 钢铁厂酸洗液制 氧化锌（ZnO）由锌锭氧化而成 氧化锰（MnO）由锰锭氧化而成 原料要求：纯度
含杂量（尤其是Si P K Na） 粒度
4、配料
■ 半干法与湿法的配料工艺相同
■ 按照最终铁氧体成份中Fe、Mn、Zn的比例计算 Fe2O3、Mn3O4、ZnO的加入比例以保证产品 的最终成份符合要求
c背部研磨有些磁心要求背部平整或尺寸公差要求严格需背部研磨4研磨质量问题a尺寸超差b磨偏c掉边和开裂d电感系数超差粗糙度和气隙深通常气隙和电感系数只要求一个e清洗不干净或发往客户产品长出黑斑或水印七几个产品质量问题性能不良功耗直流叠加q值阻抗破坏强度al值thdbs耐压居里温度尺寸不良主要尺寸不良产品变形磨偏辅助尺寸不良外观不良开裂掉角毛刺倒角掉漆污渍包装不良破损管理不良缺数混装1功耗bs直流叠加al值几类不良除与材料本身特性有关外还与产品的尺寸有关若产品截面积大一些这些特性会好一些
② 重要性：球形颗粒的粉末的流动性好便于成 型充填模具，也便于成型时排气，对自动成型极 为有利。
③ 设备：喷雾干燥塔 料浆泵 ④ 料粉参数：颗粒分布 松装密度 含水量
四、成型工艺
1、目的：在该工序利用成型设备获得磁心所需要的形状 2、设备：压机、 模具
压机：常用的: 3t、 10t、 16t、 45t、 50t 少用的：100t、200t、400t
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二、 铁磁共振能量的驰豫过程
1.S-L-l(自旋 轨道 晶格 的耦合作用 自旋磁矩进动时 由 自旋--轨道 晶格)的耦合作用 自旋磁矩进动时,由 自旋 轨道--晶格 的耦合作用,自旋磁矩进动时 S-L耦合使晶格振动 将一致进动的能量送给晶格 转化 耦合使晶格振动,将一致进动的能量送给晶格 耦合使晶格振动 将一致进动的能量送给晶格,转化 为 热能,弛豫过程损耗能量快慢可用 表示,其决定于 其决定于S-L-l 热能 弛豫过程损耗能量快慢可用τ3表示 其决定于 弛豫过程损耗能量快慢可用 的耦合强弱,即 是否存在及其大小如何 是否存在及其大小如何； 对应于内 的耦合强弱 即L是否存在及其大小如何；∆H对应于内 禀线宽∆Hkl ----由本征特性 由本征特性S-L耦合引起称为 弛豫。 耦合引起称为kl弛豫 禀线宽∆ 由本征特性 耦合引起称为 弛豫。 2. S-S耦合作用 自旋--自旋耦合 非一致进动)将均匀进动 耦合作用(自旋 自旋耦合→非一致进动 将均匀进动 耦合作用 自旋 自旋耦合 非一致进动 (k=0)磁子的能量送给 ≠0的自旋波 由自旋波谱知自旋 磁子的能量送给k≠ 的自旋波 的自旋波,由自旋波谱知自旋 磁子的能量送给 波是简并波, 自旋波从均匀进动吸收能量(最终也经 最终也经S-L波是简并波 自旋波从均匀进动吸收能量 最终也经 l耦合使 振动发热消耗掉 。 耦合使l振动发热消耗掉 耦合使 振动发热消耗掉)。
1>交换区 |k| > k2 (~10/l, l为样品线度）; 交换区; 交换区 为样品线度） 2>静磁区 |k| > k1 (~10/l); 静磁区; 静磁区 3> k1 < k < k2 偶极区 偶极区,
2.外加场增加自旋波频谱曲线升高 外加场增加自旋波频谱曲线升高; 外加场增加自旋波频谱曲线升高 3.对自旋波频谱曲线 最下面一条θk =0当k→0, ωk = ω0 -Nz•ωm， 对自旋波频谱曲线,最下面一条 对自旋波频谱曲线 最下面一条θ 当 → ω ， 与 薄片加垂直于表面的恒磁场时的铁磁共振频率相同,上面 薄片加垂直于表面的恒磁场时的铁磁共振频率相同 上面 一条 θk =π/2 ,当 k→0，对应ωk = [(ω0 - Nz• ωm)•(ω0 - Nz• ωm+ π 当 → ，对应ω ω ω 更高,比棒状 棒 比棒状ω ωm)]1/2 比球形 ωr球 = rHe= ω0 更高 比棒状ωr棒 = ω0 + 1/2 ωm要低 球 ; 4.自旋波是色散波 即同一频率对应一系列不同方向和不同 值的 自旋波是色散波,即同一频率对应一系列不同方向和不同 自旋波是色散波 即同一频率对应一系列不同方向和不同k值的 自旋波 5 自旋波的群速 自旋波的群速Vg=dωk/dK是波数 和θκ的函数，以此原理可 是波数K和 的函数， 是波数 旋波延迟线，并可磁控其延迟特性。 制成自 旋波延迟线，并可磁控其延迟特性。
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各大公司软磁铁氧体锰锌材料牌号近似对照表
厂商名 MANUFACTURER
材料型号 MATERIAL TYPE
FINEMAG(精研） TDK
EPCOS FERROXCUBE
NEC/TOKIN JFE(KAWATETSU)
FP2 PC40 N87 3C90 BH2 MB3
FP2A PC44 N97 3C96 BH1 MB4
FP2S PC47
MB4F
FP3 PC50 N49 3F4 B40 MC2
FP21 FB45 FQ45
PC95 DNW45
N95
T57
N45
3C95 3E28 3B46
MBT1
FQ48 FH1 FH1B FH2
FH3
FH4 FH5
HS52 DN50 HS72 HS10 H5C4 H5C5
N48 N30
K5000
A07
A101
A121 A151
R7K
R10K R12K R15K
TS7
TH10
TL13 TL15
2H07
2H10
2H15
HG702 HG103A HG123 HG153
JPH-7 JPH-10F
SM-70S SM-100
SM-150
HM3A HM5A
K8000 K10000
.
P4
P41
P51 P46 A043 N42
N4
A05
DMEGC（东磁） DMR40 DMR44 DMR47 DMR50 DMR95 DMR72 DMR71 DMR70 R5K
TDG（天通）
TP4 TP4A TP4D TP5A TP4W
TS5
金宁三环FDK
6H20 6H41
7H10 6H60
2H06
FENGHUA（风华） PG232 PG242
PG152 PG312 HB502
HG502
江门安磁
JPP-4 JPP-44 JPP-44A JPP-5 JPP-95
JPH-5
SAMWHA
PL-7 PL-11
PL-F1 PL-9 SM-43
SM-23T SM-50
ISU
PM7 PM11
FM5 PM12
BM30
KASCHKE
K2006 K2008
K2001
常用术语及定义
磁滞回线（B-H回线） 起始磁导率μi 饱和磁通密度Bs 矫顽力Hc 剩余磁通密度Br 有效磁导率μe
磁滞回线（B-H回线）
损耗因数tgδ 比损耗因数tgδ/μi 品质因数Q 磁滞常数ηB 磁导率的温度系数αμ 磁导率的温度因子（比温度系数）αμr 居里温度Tc 减落因子DF
铁氧体基础知识
目录
铁氧体概述 常用术语及定义
铁氧体概述
磁性材料 Mn-Zn铁氧体
磁性材料
弱磁性物质：抗磁性、顺磁性、反铁磁性
强磁性物质：铁磁性和亚铁磁性
Mn-Zn铁氧体
铁氧体是由铁和其他一种或多种金属组成的复合 氧化物。如尖晶石型铁氧体的化学式为 MeFe2O4或 MeO·Fe2O3,其中Me是离子半径 与二价铁离子(Fe2+)相近的二价金属离子(如 Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+ 等)或平均化学价为二价的多种金属离子组。
铁氧体主要有软磁铁氧体、永磁铁氧体和旋磁铁 氧体等。
Mn-Zn铁氧体
Mn-Zn软磁铁氧体的特点 优点：价格低、易加工、稳定性高、高Tc、
电阻率较高、高频功耗低（500kHz以下） 缺点：Bs较低尤其是高温Bs，起始磁导率
低尤其在高频下
金 属 软 磁 材 料 特 性
不同频率磁材选择
f<250kHz，PC40 250kHz< f < 300kHz，PC44 300kHz< f < 1MHz，PC50 1MHz< f < 10MHz，3F4、3F45 f >10MHz，4F1
T37
T38
T42
T46
3B7
3E27
3E55
Hale Waihona Puke 3E6 3E72001F 5000H
7000H 10000H 12000H 15000H
MA055 MAT05 MA070A MA100 MA120 MA150
NICERA
NC-2H 2HM5
5M
2B NC-5Y
NC-7
NC10H/10TB
12H
15H
ACME（越峰）