6.1 磁性陶瓷解析

1.5 反铁磁性

把磁矩反向平行且大小相等的情况称之为反铁磁性， 具有这种性质的物质称为反铁磁物质。当提高温度时， 这种反铁磁体的磁矩的排列混乱，成为顺磁体。把此 转化温度称为尼尔温度（Neel temperature）。 在反铁磁体中，由于磁矩相互抵消，所以不产生自发 磁化。

1.6 亚铁磁性

在反铁磁体的磁矩排列中，若磁矩的大小不相同， 没有完全相互抵消时，相减时磁矩不为零，会产生 自发磁化，这种物质称为亚铁磁体。 亚铁磁性实质上是两种晶格上的反向磁矩未完全抵 消的反铁磁性。

1.7 磁畴 铁磁或亚铁磁材料中含有许多已经自发磁化了的微区 （或畴），也就是说，每个畴内部所有磁矩都按相同 方向排列，这种畴被称为磁畴。 当块状材料未被磁化时，这些磁畴排列方向杂乱，故 整个材料的净磁矩等于零。从一个磁畴到另一个方向 不一致的磁畴要经过一个渐变的区域，称为畴壁。


3.1.2 软磁铁氧体的制备过程

软磁铁氧体的制备过程如下图所示： 称量→混合→煅烧→球磨造粒→成型→烧结→机 械加工→包装

用于制备铁氧体的原料可以采用机械方法处理过的矿 物原料，或用化学方法制备的高纯化合物。将氧化铁 和其他氧化物或碳酸盐采用球磨的方法进行混合，然 后进行煅烧。经煅烧的粉末在球磨罐中重新球磨以获 得所要求的颗粒尺寸（通常为1um左右）。将煅烧后 的粉末、黏合剂和表面活性剂等一起配成浆料，然后 在喷雾干燥器中干燥造粒，形成50~300um的颗粒， 随后干压成型。经烧结好的产品经表面打磨包装即成。 Nhomakorabea

3 铁氧体材料
3.1 软磁铁氧体 3.1.1 软磁铁氧体材料及性能

软磁铁氧体是一种在通讯、广播、电视等领域中广 泛应用的磁性材料，主要作为各种电感元件的磁芯。
衡量软磁铁氧体性能的一个重要指标是磁导率u，一 般来说u值越高，则满足相同电感量要求的线圈体积 就越少。根据不同的使用条件，u值有不同的类型。 对于在高频弱磁场线性区域下工作的磁芯，一般以 起始磁导率ui 表示。
6.1 磁性陶瓷
本章主要内容： 1 磁学基本概念 1.1 物质的宏观磁性 1.2 抗磁性 1.3 顺磁性 1.4 铁磁性 1.5 反铁磁性 1.6 亚铁磁性 1.7 磁畴 1.8 磁致伸缩 2 磁性陶瓷（铁氧体陶瓷）分类 3 铁氧体材料
3.1 软磁铁氧体 3.1.1 软磁铁氧体材料及性能 3.1.2 软磁铁氧体的制备过程 3.1.3 软磁铁氧体制备中的影响因素 3.1.4 软磁铁氧体的应用 3.2 硬磁铁氧体 3.3 其他铁氧体 3.3.1 磁记录材料 3.3.2 旋磁铁氧体（微波铁氧体） 3.3.3 矩磁铁氧体 3.3.4 磁泡材料 3.3.5 磁光材料 3.3.6 压磁铁氧体
1.4 铁磁性

邻近原子由于互相作用，在加上外磁场H时，能使 磁矩趋向于外磁场方向而整齐排列。这种现象称 为铁磁性，具有这种性能的材料称为铁磁体。 一般铁磁性物质即使在较弱的磁场内也可得到很 高的磁场强度，使物质显示出较高的磁导率，在 外磁场移去后仍保留很强的磁性。铁磁材料在较 弱外场下达到饱和磁化是因为在没有外磁场的作 用下已经以某种方式整齐排列达到一定程度的磁 化，即自发磁化。
1.3 顺磁性
对于过渡金属离子或稀土离子，其结构中有未成对电 子，就存在由此种电子所产生的磁矩。在外磁场作用 下，这些磁矩沿着磁场方向择优取向排列而产生宏观 的净磁矩。由于净磁矩的方向是沿外磁场方向的，所 以磁化率χ>0，材料内部总的感通密度大于外磁场的 磁通密度，材料的这种性质被称为顺磁性，具有这种 性质的材料称为顺磁材料。
1.8 磁致伸缩 铁磁性和亚铁磁性材料磁化时，在磁化反向所发生的 伸长或缩短现象称为磁致伸缩。
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磁性陶瓷（铁氧体陶瓷）分类
磁性陶瓷(magnetic ceramics)分为含铁(ferrite)的 铁氧体陶瓷和不含铁的磁性陶瓷。铁氧体陶瓷是以 氧化铁和其他铁族或稀土族氧化物为主要成分的复 合氧化物。 按铁氧体的晶体结构分：尖晶石型（MFe2O4）；石 榴石型（R3Fe5O12）；磁铅石型（MFe12O19）（M 为铁族元素，R为稀土元素）。 按铁氧体的性质及用途分：软磁、硬磁、旋磁、矩 磁、磁泡、磁光、磁记录材料等。 按其结晶状态分：单晶体和多晶体铁氧体。 按其外观形态分：粉末、薄膜和体材等。
1 磁学基本概念
1.1 物质的宏观磁性 当一个外加磁场作用于材料时，磁场H导致磁偶极 子形成，并作定向排列，产生磁化。物质的磁化性 能可以用磁化强度M与磁场强度H的比值来度量，称 为磁化率χ，即 χ = M/H= C/T
1.2 抗磁性

磁化率是物质的一种性质，它与外磁场H无关。对 一些材料来说，磁化的方向与外磁场的方向相反， 即χ<0。此时若外加磁场H时，材料内部感生一个 与外磁场方向相反的感生磁场，这样材料内部总 的磁通密度小于外磁场的磁通密度。这种性质被 称为抗磁性，具有这种性质的材料称为抗磁材料。


衡量软磁铁氧体的第二个指标是损耗因子tanδ 或其 倒数，即品质因素Q。Q值表示软磁材料在交变磁化 时，能量的储存和消耗的性能，所以Q值越高越好， 实际中常将Q与磁导率u的乘积作为技术指标。
第三个指标是工作频率范围，随着频率增加，u和Q 都有所下降，通常将u和Q大大下降的频率称为应用 频率极限。 第四个指标为工作温度范围，软磁铁氧体的ui值随 温度而显著变化，以致使磁芯工作不稳定。磁导率 的温度稳定性以磁导率的温度不稳定系数αu表示。

例如，Ni-Zn铁氧体在使用上分高起始磁导率、高频和高饱 和磁感应三种，相应的最优配方有三个。 高起始磁导率的Ni-Zn铁氧体的最佳配方为： NiO 15%；ZnO 35%；Fe2O3 50%。 其相应的化学分子式为Ni0.3Zn0.7Fe2O4。 高频Ni-Zn铁氧体（使用频率范围为10~100MHz），要求 有高的电阻率ρ ，其最优配方大致为： NiO：25~30%；ZnO：15~20%；Fe2O3：50%。 高饱和磁感应强度Ni-Zn铁氧体的最佳配方点为： NiO：30%；ZnO：20%；Fe2O3：50%。
3.1.3 软磁铁氧体制备中的影响因素 （1）组成

目前主要使用的软磁材料有Mn-Zn铁氧体和Ni-Zn铁氧 体两大类。软磁铁氧体的配方是在充分研究各种成分 的磁特性的基础上，按磁导率u、品质因素Q和温度系 数αu相互间最佳的关系来确定的。

Ni-Zn铁氧体的组成区大致范围是Fe2O350%~70%， ZnO5%~40%，NiO5%~40%，至于最优组成点，则 取决于使用性能的要求。