高磁导率MnZn铁氧体的配方和烧结工艺
锰锌铁氧体
锰锌铁氧体本文来自维库电子市场网/news/, 本文地址：/news/html/2007-5-24/38340.html试制高导锰锌铁氧体试制：氧化物湿法工艺，原材料按下列配方：Fe2O3：52.1mol%，MnO：23.9mol%，ZnO：24mol%，经湿混砂磨一次喷雾造粒（25kg蒸发量）后，850℃预烧，加入少量微量元素如Bi2O3、Zn2O3、MoO3等，再经二次砂磨二次喷雾干燥造粒（25kg蒸发量），压成φ4×2×1.5环形磁芯。
在小型钟罩炉中1400℃烧结4～6小时，烧结过程中严格控制氧含量。
磁环的磁导率μi通过HP4284ALCR表测量，用电子显微镜SEM观察磁环表面及断面结构，用EDAX分析表面成份。
选择原辅材料及微量添加元素如Bi2O3、In2O3、MoO3等，获得了初始磁导率达32000的高磁导率MnZn 铁氧体材料。
经喷雾干燥后铁氧体粉料颗粒外观形状是实心球状，该粉料具有较好的流动性，同时松装比重较高，对铁氧体毛坯成型非常有利。
粉料压制特性对毛坯密度及强度的影响，铁氧体粉料颗粒均已破碎，对应毛坯的密度为3.2g/cm3，较高的毛坯密度对于获得较好的电磁性能如高磁导率和低损耗的铁氧体是十分有益的。
铁氧体颗粒形态及成型密度对初始磁导率影响还是比较大的。
微量元素是加入0.02wt%的Bi2O3，0.03wt%的Zn2O3，以及0.04wt%的MoO3，材料起始磁导率为32000，测试条件为：f=1kHz，U=0.05V，N=10Ts，25℃，φ4×2×1.5环。
平均晶粒直径为45μm。
Bi2O3及ZnO在烧结过程中的挥发性，向铁氧体中加入过量Bi2O3（为0.08wt%，其中主成份及其它微量元素完全相同）后，由于Bi2O3大量挥发，导致铁氧体磁芯表层存在大量不规则气孔。
φ4×2×1.5环内表面和外表面EDAX成份谱线。
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。
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。
锰锌铁氧体原材料
锰锌铁氧体原材料1 前言锰锌铁氧体原材料是一种磁性材料，也被称为LED磁性材料，用于制作LED磁传感器、带有磁性特性的高铁件和其他电子元件等。
它由由锰锌铁氧体（ FeMnZn）组成，这些原料具有高磁阻率、低损耗、低噪声和耐高温等特性。
本文旨在介绍锰锌铁氧体原材料的组成、制备和特点。
2 锰锌铁氧体原料组成锰锌铁氧体原料主要由三种重要原料组成：铁（Fe）、锰（Mn）和锌（Zn）。
它们的理化性质如表1所示：表1 锰锌铁氧体原料组成原料理化性质原料名称密度t/m3 比热容J/Kg·K 熔点℃相对磁导率10-4H/mFe 7.877 0.420 1538 722Mn 7.43 0.180 1519 890Zn 7.14 0.387 420 8003 原料制备锰锌铁氧体的制备主要经历三个步骤：破碎、粉碎和烧结。
（1）破碎：这是原料制备的第一步，目的是将原料切割成更小的颗粒，这一步可以使原料更容易处理。
（2）粉碎：粉碎是在制备原料的第二步。
这一步是将原料切碎成更细小的颗粒，以便更容易烧结。
（3）烧结：烧结是将原料粉末用高温烧制至合乎要求的形态和性能的过程。
在烧结过程中，烧结温度为1400~1600℃，可使原料粉末形成致密的锰锌铁氧体组装体。
4 特点锰锌铁氧体是一种高磁阻率的材料，它具有高介电常数（8-9）、低损耗、低噪声和耐高温等特性。
由于其具备的特性，锰锌铁氧体原料常用于制备低损耗和高磁性的电子元件，如LED磁传感器、高铁件和其他电子元件。
此外，锰锌铁氧体原料还可用在频率搜索技术中，因为它可以提高其磁性特性，使其可以对低频信号更有效地识别。
锰锌铁氧体磁芯的制备方法与工艺研究
锰锌铁氧体磁芯的制备方法与工艺研究摘要：本研究对锰锌铁氧体磁芯的制备方法与工艺进行了详细的探讨。
首先，介绍了锰锌铁氧体磁芯的三种主要制备方法：传统固相法、溶胶-凝胶法和液相共沉淀法。
每种方法的原理、步骤和优缺点均进行了深入的分析。
其次，针对锰锌铁氧体磁芯的工艺优化进行了研究，探讨了微观结构的控制、烧结温度与时间的影响，以及添加剂与掺杂对性能的影响。
通过对这些关键工艺参数的优化，旨在提高锰锌铁氧体磁芯的性能和应用价值。
关键词：锰锌铁氧体、制备方法、工艺优化、烧结温度、添加剂、掺杂。
前言：锰锌铁氧体是一种重要的软磁材料，因其良好的磁性能、高的饱和磁感应强度和低的磁滞损耗，广泛应用于电子、通信、电力等领域。
尽管其已有数十年的研究历史，但随着现代电子技术的发展，对其性能的要求也在不断提高。
因此，对锰锌铁氧体磁芯的制备方法和工艺进行优化，提高其性能，仍然具有重要的研究价值和实际意义。
本文旨在综合探讨锰锌铁氧体磁芯的制备技术和工艺优化方法，为实际应用提供理论支持和技术指导。
一、锰锌铁氧体磁芯的制备方法锰锌铁氧体（Mn-Zn ferrite）是一种具有高初磁导率、低磁滞损耗和高饱和磁感应强度的材料。
由于其优越的磁性能，它在电源、变压器、感应器等电子元件中找到了广泛的应用。
为了满足不同应用的需求，研究人员已经开发出多种制备锰锌铁氧体的方法。
这些方法在原料、设备、工艺和最终产物的性能上都存在差异。
1.1 传统固相法制备固相法是生产锰锌铁氧体的最早和最常用的方法。
它依赖于粉体冶金技术，涉及将粉末状的金属氧化物混合、研磨和烧结。
在固相法中，首要的步骤是选择合适的原料。
常用的原料包括氧化锰（MnO）、氧化锌（ZnO）和氧化铁（Fe2O3）。
这些原料的纯度、粒度和均匀性对最终产物的性能有直接的影响。
因此，对原料进行适当的预处理和筛选是至关重要的。
接下来的步骤是混合和研磨。
在这个阶段，上述的原料被混合在一起，然后经过机械研磨，以确保混合物的均匀性。
MnZn铁氧体材料的制备
对低功耗铁氧体磁性材料系列检测所取得的大量数据，必需进行有效的 采集和分类，为此，根据材料的物理特性、实验规律、实验数据和相关结 果，建立了反映数千个样品的成分—制备工艺—物理性能之间关系的数据 库
低功耗MnZn铁氧体材料的组合合成和高通量 筛选
二次制备和筛选材料
对初选材料的成分、制备工艺、材料结构、物理和化学性能进行分析、研 究，进一步缩小材料库的可能范围，对成分—工艺—结构加以优化。第一 轮筛选实施后，找出频率在100-500kHz范围内、性能符合要求的初选材料 系列。在此基础上，实施第二轮筛选。 规模化试制
掺杂3与掺杂2相比较
Co2+和Cr3+离子进入晶格后，都将优先进入B位， 由于Co2+离子半径比Cr3+离子小，掺杂3中Co2+离 子的添加将使A-O-B离子间健角较掺杂2大，从而 增加了A-B间交换作用，导致其居里温度相对较高。
(1) 0.04 wt%CaCO3+0.03 wt%Nb2O5+0.03 wt%Ta2O5+0.02 wt%Cr2O3+0.15 wt%SnO2； (2) 0.04 wt%CaCO3+0.03 wt%Nb2O5+0.03 wt%Ta2O5+0.02 wt%Cr2O3+0.1 wt%SnO2; (3) 0.04 wt%CaCO3+0.03 wt%Nb2O5 +0.03 wt%Ta2O5+0.02 wt%CoO+0.1 wt%SnO2；
技术优势
1、可以极大地加速新材料的开发 2、能够大大减少材料研制中的浪费 3、可以显著增加材料研制过程中意外发现的机会
4、特别适用于三元或三元以上的无机材料的研制
锰锌软磁铁氧体材料的制备及应用
第三部分 粉料检测
⑵烧结气氛 烧结气氛是影响磁性能的另一个 重要因素。烧结气氛对固相反应速度、产物和微 观结构都有直接影响，采用平衡气氛来控制铁氧 体烧结的方法称为平衡气氛烧结法。MnZn 铁氧 体的化学组成不同时，烧结温度和平衡气压的关 系也随之改变。烧结气氛的控制已经成为生产控 制的重要环节。
主要应用领域：各种宽带变压器（或称低功 率线性变压器），共模扼流圈等，常用于通 信领域。
第四部分 应用
LAN变压器：
ADSL变压器磁心：
第四部分 应用
ADSL变压器工作示意：
第四部分 应用
共模扼流圈工作示意：
第四部分 应用
工业化使用的12K-15K-18K 科研结果：30K，单纯追求高 μi对实际使用没有太大意义
第四部分 应用
高直流叠加特性宽温高导MnZn铁氧体
美国纽约FERRONICS公司在 ICF10上公布的适应于网络工业 使用的高直流叠加特性新材料： -40～85℃范围内感量变化不大， 在H=54A/m DC偏场下，电感相 当平坦。
Thanks！
tics
参数 Parameter
含水率 Moisture
松装密度 Granule bulk density
ห้องสมุดไป่ตู้
安息角 slope angle
% g/cm3
规格 Spec. 0.15～0.40
1.25～1.45
＜32°
第三部分 粉料检测
成型→烧结→检测
成型： 0.3%的硬脂酸锌 压力1T/cm2
第三部分 粉料检测
温度
25℃ 60℃ 100℃ 120℃
Pcv(kw/m3)
680 470 320 460
μi
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
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。
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，来源于被氧离子所分隔的磁性金属离子间的超交换相互作用，它使处于不同晶格位置上的金属离子磁矩反向排列。
当相反排列的磁矩不相等时，则表现出强磁性。
很明显，铁氧体的基本特性与应用特性都与晶体结构、化学键及离子分布密切相关。
本章由MnZn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。
MnZn铁氧体平衡气氛烧结
5） 二次还原烧结法 采取两个阶段烧结的方法。第一阶段，在较低温度下 （1200～1300℃）、略呈还原性的气氛中保温，例如 1.33×10-1Pa真空度，以溢出空气泡达到致密化为目的， 但又不使FeO相析出。然后升温度进入第二阶段的保温 （1250～1400℃），此时应有一定量的氧气氛，使样品 处于平衡氧压只能够趋于正分化，同时使晶粒长大，最后 在更低氧分压[1.33×（10-1～10-2）Pa]下降温，以防止氧 化，另相析出，但可产生合适的二价铁离子。采用此法， µi可达2×104。
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
MnZn铁氧体平衡气氛烧结
1.平衡气氛烧结的基本原理
对于正分尖晶石结构的铁氧体,它的分子式为
式中α+β+x=1 假如有γ个氧离子进入晶格，那么就有 2γ个Fe2+转变为Fe3+所 以上述分子式就转变为 式中的γ表示吸氧的程度,称它为氧化度。在铁氧体的烧结过程 中,对于同样的生坯烧出同是尖晶石结构的产品,其性能差别可 能很大,这可能是因为γ值不同而造成的。具有一定γ值的铁氧 体,它本身具有放出氧气的能力,它能放出的氧气的压强被称为 它的氧分解压。铁氧体周围的气氛中氧的压强称为氧分压。在 一定温度下,当铁氧体的氧分解压和气氛中的氧分压恰好相等 时,铁氧体的吸氧速率和放氧速率相等,达到动态平衡。所以这 时的气氛被称作平衡气氛。在平衡气氛中,铁氧体的γ值保持不 变。
例如，Fe2O3（52.5）MnO（32）ZnO（15.5）的配方， 希望Fe2+（wt%）为1.52，则可知γ=1.5×10-3，图上找出MnO 为32%（摩尔分数）的A点,从A点起画一水平线与1100℃的标 度交于B点由B点向上画一条竖线与γ值为1.5×10-3的PO2～T曲 线相交于C点,再由C点画条水平线与Fe2O3为52.5%（摩尔分数） 的标度线相交于D点。在D点读出平衡气氛的氧含量约为 0.033%（氧分压为33.3Pa）。 在降温时保持γ值不变,查出不同温度下需要的氧分压（或 氧含量）,然后通过控制降温速率和调节气氛中的氧分压,使产 品沿着一定γ值所要求的PO2 ～T曲线缓慢降温,即可完成平衡气 氛烧结。从而获得表部和内部化学成分均匀的产品。
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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。
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MnZn 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MnZn 铁氧体配方中，杂质的加入需要从其作用出发，而在便于铁氧体固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MnZn 铁氧体的化学表达式中可以发现，MnZn 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，MnZn铁氧体所表现出的初始磁导率就非常好。
同时，在MnZn铁氧体中Fe2O3的含量高于50%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MnZn铁氧体的磁滞伸缩系数值比较低。
铁氧体中，ZnO含量的增加在一定程度上能够减低各向异常数，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，Fe2O3含量需要稍减，以将高磁导率MnZn 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MnZn铁氧体配方的研究中发现，在高磁导率MnZn 铁氧体中，其初始磁导率的提升可以通过增加ZnO的量来实现，同时，增加的幅度需要大于30%[1]。
由于ZnO会促进高磁导率MnZn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ZnO 含量比较高的配方。
在朱新运、姚礼华对高磁导率MnZn 铁氧体配方高纯原料的选择上，采用精铁矿粉代替Fe2O3 ，采用Mn3O4代替MnCO3制成性能优良的软磁铁氧体，能够有效的降低生产的成本[2]。
同时，这一研究在高磁导率MnZn 铁氧体产品的生产中也得到了广泛应用，促进着我国软磁铁氧体新型原材料的发展。
二、高磁导率MnZn铁氧体烧结工艺研究
高磁导率MnZn铁氧体在烧结的过程中会发生一定的物理和化学变化，并在这些变化中决定着电磁的性能和磁芯的几何尺寸，促进着烧结工艺成为高磁导率MnZn铁氧体中的一项关键工艺。
与其他类别的铁氧体相比较，高磁导率MnZn 铁氧体在烧结的过程中，不仅要对Mn和Fe离子的变价进行控制，还需要防止Zn离子在高温中出现挥发的现象，并防止晶粒不连续生长的发生。
因此，高磁导率MnZn铁氧体的烧结工艺要更加的复杂，以此要求着高磁导率MnZn铁氧体在烧结的过程中，需要对烧结的时间、温度和气氛严格控制。
单从烧结工艺的进行分析，其具有升温、保温和降温三个流程。
升温的进行中，由于材料还没有形成单一的尖晶石相，此时，烧结的进行对周围气氛的要求不是非常严格，空气中，不论是氮气中的升温，还是真空中的升温都能予以采用。
保温过程中，需要注意的是，除了晶粒的完善和长大，还应该将材料作为化学固定中的单一尖晶石结构的铁氧体，因此，需要采取控制保温气氛的方法来实现。
在针对高磁导率MnZn铁氧体烧结工艺的研究中，邓尚斌对高性能MnZn 铁氧体的烧结工艺进行了实验分析，评述了平衡气氛下高磁导率MnZn的烧结原理和烧结工艺[3]。
陆明岳对氧化物制备铁氧体粉料的工艺进行了分析，总结了高磁导率MnZn铁氧体烧结中，Zn离子挥发中所产生的现象，同时提出，对高磁导率MnZn铁氧体实施不同的烧结技术，其所产生的挥发现象也是不同的，并会对MnZn铁氧体的磁导率产生不同的影响。
在其实验分析中，烧结的温度若处于1380℃和1410℃，此时所烧结成的MnZn铁氧体磁环，其在磁导率上分别为13500与10000，这进一步证明了，烧结的问题越高，高磁导率MnZn铁氧体中Zn离子的挥发力度越强，并降低着MnZn铁氧体的磁导率[4]。
在艾树涛、胡国
光等在沉淀制备高磁导率MnZn铁氧体粉料的研究上，他们认为烧结中不同的温度对材料的磁性和微观结构有着重要的影响，以此，高磁导率MnZn铁氧体的烧结中具有一个最佳的烧结温度。
烧结过程中，为了更好的保证MnZn铁氧体的磁导率，需要建立合理的升温、保温和降温工艺[5]。
三、结语
综上所述，信息产业的发展向高磁导率MnZn 铁氧体提出了更高的要求，在此基础上，加强对高磁导率MnZn 铁氧体在配方和烧结工艺上的研究，跟随时代发展的脚步不断的完善高磁导率MnZn 铁氧体配方，不断的更新高磁导率MnZn 铁氧体的烧结工艺，这对我国高磁导率MnZn 铁氧体材料生产水平的不断发展和提高有着积极的作用。
参考文献
[1]姬海宁，兰中文，余忠，等.预烧温度对MnZn功率铁氧体烧结活性及温度稳定性的影响[J].材料导报.2010，（07）：154-155.
[2]朱新运，姚礼华.氧化锆陶瓷承烧板的特性及其在MnZn铁氧体烧结中的应用[J].磁性材料及器件.2010，（03）：67-68.
[3]邓尚斌. MnZn铁氧体烧结工艺研究[J].磁性材料及器件.2010，（01）：50-53.
[4]陆明岳.高磁导率M nZn 铁氧体T L13 材料的研制[J].磁性材料及器件.2011，（02）：34-38.
[5]艾树涛，胡国光.高磁导率M n-Zn铁氧体的配方和烧结工艺研究[J].安徽大学学报（自然科学版）.2011，（01）：31-36.。