第六章+硬磁铁氧体
铁氧体基础知识课件
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
K5000
Байду номын сангаасA07
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
铁氧体原理
铁氧体原理
铁氧体是一种重要的功能材料，具有广泛的应用前景。
其原理主要涉及磁性和电性两个方面，下面将从这两个方面对铁氧体的原理进行详细介绍。
首先，从磁性方面来看，铁氧体是一类具有高磁导率和低磁损耗的磁性材料。
其磁性主要来源于晶格结构中的铁离子和氧离子。
在铁氧体晶格中，铁离子呈现高度有序的排列结构，这种有序排列使得铁氧体具有较强的磁性。
另外，铁氧体中的氧离子也对其磁性起到了重要作用，氧离子的排列方式和晶格结构对铁氧体的磁性能有着重要影响。
总的来说，铁氧体的磁性原理是通过铁离子和氧离子之间的相互作用以及晶格结构的有序排列来实现的。
其次，从电性方面来看，铁氧体也具有较强的电性能。
铁氧体的电性主要表现在其介电性和热释电性方面。
介电性是指铁氧体在外电场作用下的极化现象，其极化强度与外电场的强度成正比。
而热释电性是指铁氧体在温度变化下产生的电荷分离现象，其产生的电荷量与温度变化的幅度成正比。
这两种电性使得铁氧体在电子器件和传感器等领域有着重要的应用价值。
综上所述，铁氧体的原理主要涉及磁性和电性两个方面，通过铁离子和氧离子之间的相互作用以及晶格结构的有序排列来实现其磁性和电性能。
铁氧体作为一种重要的功能材料，具有广泛的应用前景，对于其原理的深入理解将有助于其在各个领域的进一步应用和发展。
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。
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。
硬磁铁氧体优秀课件
铁氧体形貌与尺寸
测定六角铁氧体粉末的颗粒度比较困难： （1）单畴颗粒不能用磁场退磁，彼此之间因磁性吸引而团聚； （2）六角铁氧体颗粒容易呈片状，颗粒比较容易沿六角晶格的基面解离。导致： 延长研磨时间，颗粒比表面积增大，但显微镜下看到的颗粒度减小不显著。 （3）铁氧体颗粒可以被一种碳酸钡/氢氧化钡薄膜包围，这种疏松的表面给人产 生一种错觉，即粉末的比表面积特别大。 （4）商业化铁氧体颗粒中含有大量的细颗粒，可能是一些磨损物及杂相。
混料通常采用的混合方式是用滚动式球磨机干磨或湿磨，又 称为一次球磨。
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预烧：固相反应过程
形成钡铁氧体的固相反应过程：
BaCO3 + Fe2O3 = BaO.Fe2O3 + CO2 BaO.Fe2O3 + 5Fe2O3 = BaO.6Fe2O3 总反应式为：
BaCO3 + 6Fe2O3 = BaO.6Fe2O3 + CO2
够均匀，或存在少量未反应的配料。
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预烧所用的设备：回转窑
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二次球磨
经过预烧的坯料是多气孔、多缺陷、低密度的部分铁氧体化物质，将其用 球磨机粉碎、研磨制成铁氧体粉料以利于压制成型，这道工序习惯上称为二次 球磨，且通常采用湿磨方式。
对烧结铁氧体，一般要求能够将磁粉磨到单畴粒径以下，即0.6-0.9 µm之 间；对粘结铁氧体，一般要求在1-2 µm之间。
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
铁氧体磁铁的磁力
铁氧体磁铁的磁力铁氧体磁铁，相信大家都不会陌生。
它是一种常见的永磁材料，具有很强的磁性能，广泛应用于电子、机械、医疗等领域。
我们来了解一下铁氧体磁铁的基本原理。
铁氧体磁铁是由氧化铁和一些稀土元素组成的，它们通过高温烧结而成。
在磁场的作用下，铁氧体磁铁中的电子会受到磁场的作用，形成一个磁矩，从而使整个材料呈现出强磁性。
铁氧体磁铁的磁力主要取决于其磁矩的大小和方向。
一般来说，铁氧体磁铁的磁力越强，其磁矩就越大，方向也更加一致。
同时，铁氧体磁铁的形状和尺寸也对其磁力有着很大的影响。
比如，铁氧体磁铁的形状不同，其磁力也不同。
通常情况下，铁氧体磁铁的形状越规则，其磁力也越强。
那么，铁氧体磁铁的磁力有多大呢？一般来说，铁氧体磁铁的磁力强度在2000-4000高斯之间。
其中，高斯是磁场强度的单位，1高斯相当于1埃斯特（0.0001特斯拉）。
如果将一个铁氧体磁铁靠近铁质物体，它会产生强烈的吸引力，甚至可以将这个物体吸起来。
而如果将两个铁氧体磁铁相互靠近，它们会互相吸引，直到粘在一起。
除了强大的磁力，铁氧体磁铁还有一些其他的特性。
比如，它们具有很好的抗腐蚀性能，不易受潮湿和化学物质的影响。
另外，铁氧体磁铁的温度系数较小，在高温下仍能保持较好的磁性能。
因为这些特性，铁氧体磁铁被广泛应用于多个领域。
比如，在电子领域，它们被用于制造电机、发电机、传感器等设备；在机械领域，它们则被用于制造永磁吸盘、吸盘夹具、磁性刀具等工具；在医疗领域，它们则被用于制造MRI等医疗设备。
总的来说，铁氧体磁铁是一种非常优秀的永磁材料，具有很多优点。
它们的磁力强大、抗腐蚀性能好、温度系数小等特性，使其在多个领域都有着广泛的应用。
相信在不久的将来，铁氧体磁铁还将在更多的领域得到应用。
铁氧体磁性材料的性质分类,以及制备工艺分析
铁氧体磁性材料的性质分类，以及制备工艺分析
铁氧体是一种重要的磁性材料，具有广泛的应用领域，包括电子、通信、电机、仪器仪表等。
根据不同的性质，铁氧体可以分为硬磁铁氧体和软磁铁氧体。
硬磁铁氧体具有较高的剩磁和矫顽力，主要用于制造永磁材料，如磁铁等。
软磁铁氧体具有高的磁导率和低的剩磁和矫顽力，主要用于制造变压器、电感器等电磁元件。
根据铁氧体的晶体结构、化学组成和制备工艺的不同，硬磁铁氧体和软磁铁氧体又可以细分为多种类型。
硬磁铁氧体主要有氧化铁、钬铁氧体和钕铁硼磁铁氧体等。
氧化铁是最早使用的硬磁铁氧体材料，具有较高的矫顽力和抗磁蚀性，但其剩磁较低。
钬铁氧体是目前应用最广泛的硬磁铁氧体材料，具有较高的矫顽力和剩磁，且耐热性好。
钕铁硼材料是新一代的硬磁铁氧体材料，具有高矫顽力、高矫顽力和低温系数等优点。
制备铁氧体的工艺通常包括化学法、烧结法和溶胶-凝胶法等。
化学法主要指化学共沉淀法和湿式化学法。
化学共沉淀法通过在溶液中添加化学沉淀剂，将金属阳离子转化为沉淀，再进行烧结得到铁氧体。
湿式化学法则是通过溶液中的化学反应生成铁氧体粉末，然后进行热处理得到目标材料。
烧结法是将已经制备好的铁氧体粉末在高温下进行加热烧结，使粉末颗粒间形成结合力，形成致密的材料。
溶胶-凝胶法是将金属盐溶解在适当的溶剂中，通过胶体反应生成溶胶，然后经过凝胶和热处理得到铁氧体。
不同的制备工艺可用于制备不同种类的铁氧体材料，以满足不同应用领域对铁氧体材料的要求。
随着科技的进步和创新，铁氧体磁性材料的制备工艺将继续发展，以提高材料的性能和应用效果。
铁氧体
铁氧体中文名称：铁氧体英文名称：ferrite定义：由以三价铁离子作为主要正离子成分的若干种氧化物组成，并呈现亚铁磁性或反铁磁性的材料。
铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物。
就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。
铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。
因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。
由于铁氧体单位体积中储存的磁能较低，饱合磁化强度也较低（通常只有纯铁的1／3～1／5），因而限制了它在要求较高磁能密度的低频强电和大功率领域的应用。
简介铁氧体（ferrites）铁氧体是一种非金属磁性材料，又叫铁淦氧。
它是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物（例如：氧化镍、氧化锌、氧化锰、氧化镁、氧化钡、氧化锶等）配制烧结而成。
它的相对磁导率可高达几千，电阻率是金属的1011倍，涡流损耗小，适合于制作高频电磁器件。
铁氧体有硬磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁五类。
旧称铁淦氧磁物或铁淦氧，其生产过程和外观类似陶瓷，因而也称为磁性瓷。
铁氧体是铁和其他一种或多种适当的金属元素的复合氧化物。
性质属于半导体，通常作为磁性介质应用，铁氧体磁性材料与金属或合金磁性材料之间最重要的区别在于导电性。
通常前者的电阻率为102～108Ω·cm，而后者只有10-6～10-4Ω·cm。
历史沿革中国最早接触到的铁氧体是公元前 4世纪发现的天然铁氧体，即磁铁矿(Fe3O4),中国所发明的指南针就是利用这种天然磁铁矿制成的。
到20世纪30年代无线电技术的发展，迫切地要求高频损耗小的铁磁性材料。
而四氧化三铁的电阻率很低，不能满足这一要求。
1933年日本东京工业大学首先创制出含钴铁氧体的永磁材料，当时被称为OP磁石。
30～40年代，法国、日本、德国、荷兰等国相继开展了铁氧体的研究工作，其中荷兰菲利浦实验室物理学家J.L.斯诺克于1935年研究出各种具有优良性能尖晶石结构的含锌软磁铁氧体，于1946年实现工业化生产。
铁氧体永磁材料
铁氧体永磁材料
铁氧体永磁材料是一类具有高磁化强度和较高矫顽力的永磁材料，它们由氧化铁和其他金属氧化物组成。
这类材料在现代工业和科技领域中具有广泛的应用，比如在电机、传感器、磁记录等方面都有重要的作用。
首先，铁氧体永磁材料具有较高的磁化强度，这意味着它们能够产生较强的磁场。
这使得它们在电机领域中得到了广泛的应用，比如在风力发电机、电动汽车驱动电机等方面。
由于铁氧体永磁材料能够产生强大的磁场，因此可以在电机中实现更高的效率和性能。
其次，铁氧体永磁材料还具有较高的矫顽力，这意味着它们在外加磁场作用下不容易发生磁化反转。
这使得它们在传感器领域中得到了广泛的应用，比如在磁力计、磁传感器等方面。
由于铁氧体永磁材料具有较高的矫顽力，因此可以在传感器中实现更稳定和可靠的性能。
此外，铁氧体永磁材料还具有较好的耐腐蚀性和稳定性，这使得它们在磁记录领域中得到了广泛的应用，比如在硬盘驱动器、磁带等方面。
由于铁氧体永磁材料具有较好的耐腐蚀性和稳定性，因此可以在磁记录中实现更长久的保存和更高的密度。
综上所述，铁氧体永磁材料具有高磁化强度、较高矫顽力、较好的耐腐蚀性和稳定性等优点，因此在电机、传感器、磁记录等领域中具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展和进步，相信铁氧体永磁材料在未来会有更广阔的发展空间。
第六章+硬磁铁氧体
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↑
预烧料制备
铁氧体基本上是采用粉末冶金的方法进行生产的，其生产工艺可以归纳为 干法生产和湿法生产两大类。
干法生产
高温固相法，自蔓延高温合成法（SHS）等。
湿法生产
溶胶-凝胶法，共沉淀法，水热法等
干法生产和湿法生产的主要区别在于粉体制备方式，成型和烧结等工 艺都大致相同。干法生产采用氧化物作还原料，活性较差，反应不易完 全，但是工艺简单，应用较为普遍。湿法生产虽然工艺复杂，但由于原 料的化学活性较高，便于提高质量，降低成本，适合小批量生产。
二次球磨细度对磁性能的影响
大量实验表明，当预烧料进行研磨时，一开始Hcj升高，进一步研磨时则 Hcj下降。中间存在一个临界尺寸，大约1微米。 解释： 随着尺寸减少，多畴晶粒逐渐转变成单畴晶粒，畴壁减少，矫顽力提高。 当颗粒尺寸非常细时，矫顽力下降的可能原因： （1）晶格缺陷增多，容易形成再磁化核，从而产生畴壁。 （2）超顺磁性晶粒增多，导致矫顽力下降。 实验一：退火使矫顽力提高50-300%； 实验二：酸洗粉末，超细颗粒首先融解，但矫顽力仅增加5-15％； 实验三：XRD测量显示，细磨粉体中衍射线展宽在很大程度上是晶格畸变造成 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。
三、硬磁铁氧体的技术发展
铁氧体原理
铁氧体原理铁氧体是一种重要的磁性材料，具有广泛的应用前景。
其原理主要涉及到磁矩的排列和磁性的产生。
在了解铁氧体原理之前，我们首先需要了解一些基本概念。
首先，磁矩是指物体内部原子或分子固有的磁性，它是产生磁场的基本单位。
在没有外加磁场的情况下，磁矩会随机排列，导致整个物体没有明显的磁性。
而当外加磁场作用于物体时，磁矩会发生重新排列，从而产生磁性。
铁氧体是一种具有特殊结构的氧化物，其晶格结构中存在着大量的Fe2+和Fe3+离子。
这些离子具有未成对的电子，因此会产生磁矩。
在没有外加磁场的情况下，这些磁矩会随机排列，导致铁氧体没有明显的磁性。
但是当外加磁场作用于铁氧体时，磁矩会发生重新排列，从而使得整个铁氧体表现出明显的磁性。
铁氧体的磁性主要来源于其晶格结构中的磁矩排列。
在铁氧体中，Fe2+和Fe3+离子会形成一种特殊的排列结构，使得磁矩能够相互作用并形成磁畴。
当外加磁场作用于铁氧体时，这些磁畴会发生重新排列，从而产生明显的磁性。
除了外加磁场，温度也会对铁氧体的磁性产生影响。
在一定温度下，铁氧体会发生磁相变，从而改变其磁性质。
这种磁相变是由于铁氧体晶格结构的变化所导致的，使得磁矩的排列发生改变，从而影响整个铁氧体的磁性。
总的来说，铁氧体的磁性主要来源于其特殊的晶格结构和磁矩排列。
在外加磁场或温度变化的作用下，铁氧体的磁性会发生相应的变化。
这种特殊的磁性使得铁氧体在电子、通讯、医疗等领域具有重要的应用价值。
通过对铁氧体原理的了解，我们可以更好地理解其在实际应用中的作用，为其进一步的研究和开发提供理论基础。
同时，深入掌握铁氧体原理也有助于我们更好地利用这一材料，推动其在各个领域的应用和发展。
因此，对铁氧体原理的深入研究具有重要的意义，也将为相关领域的发展带来新的机遇与挑战。
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。
铁氧体原理
铁氧体原理
铁氧体原理是一种基于铁氧体材料的工作原理，该材料是由铁氧化物（通常为Fe3O4）组成的。
铁氧体材料具有磁性特性，当外加磁场作用于铁氧体时，铁氧体会呈现出磁化的现象。
铁氧体材料中的铁原子具有自旋和轨道磁矩，自旋和轨道磁矩之间存在相互作用。
当外加磁场作用于铁氧体时，磁场会对铁氧体内的自旋和轨道磁矩施加力，使得它们重新排列，从而使整个材料产生磁化。
在铁氧体中，磁化过程主要受到两个因素的影响：一是外加磁场的大小和方向，外加磁场越强，铁氧体的磁化越强；二是铁氧体本身的磁畴结构，磁畴是由许多微小磁区组成的，每个磁区具有自己的磁化方向。
当外加磁场作用于铁氧体时，会引起磁畴的重新排列，从而改变整个材料的磁化程度。
铁氧体在工程应用中有广泛的用途，例如用于制造电感器、磁芯、变压器、磁头等。
由于其磁性稳定性好、介电性能优异、磁滞损耗小等特点，铁氧体在电子、通信、医疗等领域具有重要的应用价值。
总之，铁氧体的工作原理是基于铁氧体材料的磁性特性，通过外加磁场对材料内的磁矩施加力，使其重新排列，从而实现材料的磁化。
硬磁铁氧体应用
硬磁铁氧体应用
硬磁铁氧体是一种具有高磁导率、高矫顽力和高磁饱和度的磁性材料。
它被广泛应用于制造电机、传感器、磁头、高频器件和存储器件等领域。
其中，硬磁铁氧体在电机领域的应用最为广泛。
它可以用于制造直流电机、交流电机、步进电机、永磁同步电机等各种类型的电机。
此外，硬磁铁氧体还可以用于制造传感器，如霍尔元件、磁性编码器和磁性传感器等。
在磁头领域，硬磁铁氧体可以用于制造读头和写头等部件。
在高频器件领域，硬磁铁氧体可以用于制造微波器件、天线、耦合器和滤波器等。
在存储器件领域，硬磁铁氧体可以用于制造磁盘驱动器和磁带等设备。
总的来说，硬磁铁氧体在现代电子工业中的应用非常广泛，具有重要的经济和社会意义。
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磁化铁氧体
磁化铁氧体引言磁化铁氧体是一种重要的功能材料，具有优异的磁性和电性能。
在工业和科研领域广泛应用。
本文将从材料组成、制备方法、磁性能以及应用领域等方面详细探讨磁化铁氧体的特性和应用。
材料组成磁化铁氧体主要由氧化铁（Fe3O4）组成，可通过晶体结构的调整以及掺杂其他金属离子来改变其性能。
常用的制备方法有固相反应法、溶胶-凝胶法等。
固相反应法1.准备所需原料，包括氧化铁和掺杂金属氧化物。
2.按照一定的摩尔比例将原料混合均匀。
3.将混合物放入高温炉中，在氮气或氧气气氛中进行烧结反应。
4.冷却后得到磁化铁氧体样品。
溶胶-凝胶法1.配制溶胶液，包括金属离子的盐酸溶液和柠檬酸/乙酸等络合剂。
2.在搅拌条件下，将金属离子与络合剂充分混合。
3.调整溶胶溶液的pH值，使得金属离子形成胶体颗粒。
4.将胶体颗粒放入烤箱或干燥箱中进行凝胶化。
5.热处理凝胶，使其形成固体凝胶体。
6.将固体凝胶体进行高温烧结处理。
7.冷却后得到磁化铁氧体样品。
磁性能磁化铁氧体具有优异的磁性能，包括饱和磁化强度、矫顽力、磁损耗等指标。
这些指标与材料的晶体结构、制备方法以及掺杂元素有关。
磁化铁氧体的晶体结构属于立方晶系，一般为尖晶石结构。
晶体结构的不同会对磁性能产生显著影响。
制备方法不同制备方法得到的磁化铁氧体样品其磁性能也会有所差异。
固相反应法制备的样品通常具有较高的矫顽力和饱和磁化强度，而溶胶-凝胶法制备的样品具有较低的磁损耗。
掺杂元素通过掺杂其他金属离子，可以改变磁化铁氧体的磁性能。
常用的掺杂元素包括锰、钴、镍等。
不同元素的掺杂会引起晶格畸变，从而影响磁性能。
应用领域磁化铁氧体具有广泛的应用领域，包括电子学、通信、医疗等方面。
下面列举几个常见的应用领域：磁性材料磁化铁氧体主要用作磁性材料，可以制备磁性芯片、电感器等。
其优异的磁性能能够满足高频电路和微波器件的要求。
储能器件磁化铁氧体在储能器件中具有重要的应用，可以作为感应元件、电源滤波器等。
铁氧体磁铁的磁力
铁氧体磁铁的磁力
铁氧体磁铁是一种常见的磁性材料，它具有强大的磁力，被广泛应用于各种领域。
铁氧体磁铁的磁力是由其微观结构和化学成分决定的。
铁氧体磁铁的微观结构是由氧化铁和其他金属氧化物组成的。
这些氧化物的晶格结构具有磁性，因此铁氧体磁铁也具有磁性。
铁氧体磁铁的磁力强度取决于其晶格结构的完整性和磁矩的大小。
铁氧体磁铁的磁力可以通过多种方式进行测量。
其中最常见的方法是使用磁力计。
磁力计可以测量磁场的强度和方向，从而确定铁氧体磁铁的磁力强度。
另外，也可以使用霍尔效应测量磁场的强度和方向。
铁氧体磁铁的磁力在各种应用中都发挥着重要的作用。
例如，在电机和发电机中，铁氧体磁铁被用作永磁体，产生稳定的磁场，从而实现电能的转换。
在磁共振成像中，铁氧体磁铁被用作磁场源，产生强大的磁场，从而实现对人体组织的成像。
尽管铁氧体磁铁具有强大的磁力，但它也有一些局限性。
例如，铁氧体磁铁的磁力随着温度的升高而降低，因此在高温环境下使用时需要注意。
此外，铁氧体磁铁的磁力也容易受到外部磁场的干扰，因此在使用时需要避免与其他磁性材料接触。
铁氧体磁铁的磁力是由其微观结构和化学成分决定的。
它具有强大
的磁力，在各种应用中都发挥着重要的作用。
但是，它也有一些局限性，需要在使用时注意。
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预烧：固相反应过程
形成钡铁氧体的固相反应过程：
BaCO3 + Fe2O3 = BaO.Fe2O3 + CO2
BaO.Fe2O3 + 5Fe2O3 = BaO.6Fe2O3 总反应式为：
BaCO3 + 6Fe2O3 = BaO.6Fe2O3 + CO2
预烧料制备
铁氧体基本上是采用粉末冶金的方法进行生产的，其生产工艺可以归纳为 干法生产和湿法生产两大类。
干法生产
高温固相法，自蔓延高温合成法（SHS）等。
湿法生产
溶胶-凝胶法，共沉淀法，水热法等
干法生产和湿法生产的主要区别在于粉体制备方式，成型和烧结等工 艺都大致相同。干法生产采用氧化物作还原料，活性较差，反应不易完 全，但是工艺简单，应用较为普遍。湿法生产虽然工艺复杂，但由于原 料的化学活性较高，便于提高质量，降低成本，适合小批量生产。
第三阶段：Ruthner 法 Fe2O3 Ruthner 法又叫喷雾焙烧法(Spray Roasting)，是早期的大 中型钢铁企业处理酸洗钢材作业时产生的废液(主要成分为 FeCl2)、并回收盐酸和制备氧化铁的一种主要方法。它是以铁 的氯化物(FeCl2)为原料加铁屑耗酸，溶液经净化后进行高温 喷雾焙烧。氯化亚铁溶液在高温条件下水解、氧化生成氯化 氢和氧化铁。氯化氢以盐酸回收，返回酸洗钢材车间重复使 用。 4FeCl2+O2+4H2O→2Fe2O3+8HCl↑ HCl(g)+H2O→HCl(l)
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。
标称纯度97％，实际纯度> 99%，一致性、稳定性高，流动性好，粒度细 匀，形貌比较规则和单一，不含硫酸根，但含有微量氮（N），氯含量非常 低。
铁鳞和磁铁矿粉直接氧化法生产的氧化铁
过渡阶段：水解法氧化铁红 水解过程： FeCl3+3H2O→Fe(OH)3↓+3HCl 热处理过程： 2Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O+(3−n)H2O
预烧所用的设备：回转窑
二次球磨
经过预烧的坯料是多气孔、多缺陷、低密度的部分铁氧体化物质，将其用 球磨机粉碎、研磨制成铁氧体粉料以利于压制成型，这道工序习惯上称为二次 球磨，且通常采用湿磨方式。
对烧结铁氧体，一般要求能够将磁粉磨到单畴粒径以下，即0.6-0.9 µm之 间；对粘结铁氧体，一般要求在1-2 µm之间。
第六章+硬磁铁氧体
氧化铁原料的制备与发展过程
第一阶段：硫酸亚铁高温分解（甚至用铁锅等炒制） 型氧化铁和颜料铁红
磁铁矿→FeSO4 4FeSO4→2Fe2O3↓+ 4SO2 + O2 ↑ 纯度97%，含硫酸盐等杂质。
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。
二次球磨细度对磁性能的影响
大量实验表明，当预烧料进行研磨时，一开始Hcj升高，进一步研磨时则 Hcj下降。中间存在一个临界尺寸，大约1微米。 解释： 随着尺寸减少，多畴晶粒逐渐转变成单畴晶粒，畴壁减少，矫顽力提高。 当颗粒尺寸非常细时，矫顽力下降的可能原因： （1）晶格缺陷增多，容易形成再磁化核，从而产生畴壁。 （2）超顺磁性晶粒增多，导致矫顽力下降。 实验一：退火使矫顽力提高50-300%； 实验二：酸洗粉末，超细颗粒首先融解，但矫顽力仅增加5-15％； 实验三：XRD测量显示，细磨粉体中衍射线展宽在很大程度上是晶格畸变造成 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。
铁氧体形貌与尺寸
测定六角铁氧体粉末的颗粒度比较困难： （1）单畴颗粒不能用磁场退磁，彼此之间因磁性吸引而团聚； （2）六角铁氧体颗粒容易呈片状，颗粒比较容易沿六角晶格的基面解离。导致： 延长研磨时间，颗粒比表面积增大，但显微镜下看到的颗粒度减小不显著。 （3）铁氧体颗粒可以被一种碳酸钡/氢氧化钡薄膜包围，这种疏松的表面给人产 生一种错觉，即粉末的比表面积特别大。 （4）商业化铁氧体颗粒中含有大量的细颗粒，可能是一些磨损物及杂相。
添加0.50～0.65wt%的SiO 2, 可细化预 烧料中的晶粒, 使预烧料中的晶粒直径 分布在1～2µm 之间, 提高单畴粒子的比 率。为了促进固相反应，通常在配方中 加入CaCO3，Bi2O3等助熔剂，但是要 控制所加的量，过多的添加剂对磁性能 影响较大。
混料
湿式干法工艺（Ries, 1969） 采用悬浮液（料浆），在振动磨机、鼓形混料机或砂磨机中 混合均匀，然后经脱水干燥。
1.传统的高温固相合成方法
原材料选择与配方
配方是影响铁氧体磁性能的一个关键，锶铁氧体的正分配方（摩尔比） 应 是Fe2O3：SrO = n = 6。当n< 6 时, 过剩的SrO促进铁氧体的固相反应, 起促进晶粒 长大作用，同时在铁氧体内部会形成很多空位，有利于离子扩散，提高烧结性能。 当n> 6 时, 过剩的Fe2O 3 使剩磁降低。
二次球磨细度对磁性能的影响