铁氧体
铁氧体工艺流程
铁氧体工艺流程
铁氧体是一种重要的磁性材料,广泛应用于电子、通信、汽车等领域。
下面是一份铁氧体的工艺流程,以供参考:1. 原料准备:选择高纯度的铁氧体原料,如氧化铁、碳酸钡、碳酸锌等。
根据所需的磁性能和成本要求,确定原料的配
比比例。
2. 粉末制备:将原料粉末按照配比比例混合,并
进行球磨或干燥处理,以获得均匀细小的粉末颗粒。
3. 压
制成型:将粉末放入模具中,并施加高压力进行压制成型。
常用的成型方法包括干压成型和注浆成型。
4. 烧结处理:
将成型后的零件放入高温炉中进行烧结处理。
在高温下,
粉末颗粒之间发生结合,形成致密的晶体结构。
5. 磨削加工:对烧结后的零件进行机械加工,以获得所需尺寸和表
面光洁度。
6. 磁化处理:将加工好的零件放入强磁场中进
行磁化处理。
通过磁化处理,使铁氧体材料具有良好的磁
性能。
7. 表面处理:根据需要,对铁氧体零件进行表面处理,如镀层、喷涂等,以提高其耐腐蚀性和外观质量。
8.
检测和质量控制:对成品进行严格的检测和质量控制,确
保其符合规定的技术要求和标准。
以上是一份简要的铁氧
体工艺流程,实际生产中可能还涉及到其他细节和步骤。
在每个环节中,都需要严格控制工艺参数和质量要求,以
确保最终产品的性能和品质。
铁氧体材料的制备及性能研究
铁氧体材料的制备及性能研究第一章:引言铁氧体是一种具有重要应用前景的功能材料之一,其具有优异的磁电性能,被广泛应用于电子、信息与通信、能源等领域。
铁氧体材料在现代社会中有着广泛的应用,例如在磁存储、磁控成形、医疗器械和环保等领域,是一种非常重要的功能材料。
因此,对铁氧体材料的制备及性能研究具有重要的现实意义。
第二章:铁氧体材料的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备铁氧体材料的重要方法之一。
主要是将起始溶胶进行助剂处理,形成凝胶状物,在高温煅烧过程中形成纳米铁氧体粒子。
这种制备方法具有制备工艺简单,多元组分材料容易合成的优点。
同时,它还能够制备出具有高比表面积和超小晶粒尺寸的材料,具有广泛的应用前景。
2. 共沉淀法共沉淀法是一种广泛应用于铁氧体材料制备中的方法。
共沉淀法是指通过一定的化学反应,将需要制备的铁氧体组分和胶体沉淀物一起沉淀,形成粉末状铁氧体制备方法。
这种方法具有操作简单、花费低等优点,同时也能够制备出具有较好性能的铁氧体材料。
3. 气相法气相法是指通过气相反应制备铁氧体材料的一种方法。
这种方式通常采用气相沉积、烧结过程等多种方式进行。
这种制备材料的过程中热力学条件相对复杂,需要较高的工艺条件和设备的要求,但是制造出的铁氧体具有更优异的性能。
第三章:铁氧体材料的性能研究1. 磁性能铁氧体材料的磁性能是其功能性能的重要指标之一。
其主要表现在饱和磁感应强度、矫顽力和磁导率等方面。
通过制备工艺的控制可以改变磁性能,使其更好地适应不同的应用环境,为不同领域的应用提供更好的保障。
2. 光学性能铁氧体材料的光学性能也是其重要的性能特征。
在应用于信息存储等方面,需要对铁氧体材料进行相关的光学特性研究,以便更好地适应不同的应用场景。
常见的光学特性研究包括吸光度、紫外可见吸收光谱和荧光光谱等。
3. 电学性质铁氧体材料还具有重要的电学特性。
例如,铁氧体还可以用作热释电、热电转换等领域的应用材料。
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。
铁氧体性能表及介绍
剩磁
矫顽力
内Br(Gs) bHc(kA/m) bHe(0e) iHc(kA/m) iHc(0e) (BH)max(Kj/m) (BH)max(MGOe)
Y10 200-235 2000-2350 125-160 1570-2010 210-280 2640-3520 6.5-9.5
Y35 400-420 4000-4200 160-190 2010-2380 165-195 2070-2450 30.0-33.5
3.8-4.2
Y30BH 380-400 3800-4000 230-275 2890-3460 235-290 2950-3650 27.0-32.5
3.4-4.1
Y33 410-430 4100-4300 220-250 2770-3140 225-255 2830-3210 31.5-35.0
4.0-4.4
一永磁铁氧体:
永磁铁氧体是以 SrO 或 BaO 及 Fe2O3 为原料,通过陶瓷工艺方法制 造而成,我司永磁铁氧体主要有 Y10T(等方性)、(异方性)Y20、 Y25、Y30、Y30BH、Y35 等 6 个牌号产品,产品铁氧体产品介绍
二产品性能:
铁氧体是应用最广泛的的一种永磁材料,以粉末冶金法制造,主要分 为钡料(Ba)和锶料(Sr)两种,并分为各向异性和各向同性两类,是不 易退磁不易腐蚀的一种永磁材料,最高工作温度可达 250 摄氏度, 较坚硬且脆,可用金刚石沙等工具切割加工,用合金刚加工之模具一 次成型。此类产品大量应用于永磁电机(Motor)和扬声器(Speaker)等 领域。
0.8-1.2
Y25 360-400 3600-4000 135-170 1700-2140 140-200 1760-2510 22.5-28.0
铁氧体化学成分
铁氧体化学成分
铁氧体是一种复合材料,其化学成分通常包括铁氧化物和一些其他材料,例如钡铁氧化物、镍铁氧化物、锌铁氧化物、铝氧化物等。
以下是一些常见的铁氧体化学成分:
1. 晶体结构
铁氧体的晶体结构通常为立方晶系,常见的包括立方氧化铁(Fe2O3)、立方钡铁氧化物(BaFe12O19)等。
2. 氧化铁
铁氧体中最主要的成分是氧化铁(Fe2O3),它是铁氧体的主要磁性质源。
3. 钡铁氧化物
钡铁氧化物(BaFe12O19)是一种典型的铁氧体材料,它的磁性能很强,常被用于制造电机、传感器、磁记录等领域。
4. 镍铁氧化物
镍铁氧化物(NiFe2O4)是一种锰铁氧体,其磁性质相对较弱,但在高温下仍具有良好的磁性和化学稳定性,常被用于制造耐高温陶瓷、催化剂等。
5. 锌铁氧化物
锌铁氧化物(ZnFe2O4)是一种次磁性物质,其磁性质相对较弱,但同时具有良好的光催化和电化学性能,常被利用于制造光催化剂、电化学电池等。
6. 铝氧化物
铝氧化物(Al2O3)常被用作添加剂,可以改善铁氧体材料的物理和化学性质。
例如,铝氧化物可以提高铁氧体的抗腐蚀性、提高热稳定性等。
铁氧体参数计算公式
铁氧体参数计算公式
铁氧体参数的计算公式因具体的应用场景和需求而有所不同,包括承受强度、磁芯功率等。
以下是两个常用的铁氧体参数计算公式:
1. 铁氧体的承受强度可以通过以下公式进行计算:σ= F / A。
其中,σ表示铁氧体的应力,F表示作用在铁氧体上的力,A表示铁氧体的横截面积。
这
个公式基于经典的力学原理,可以帮助我们计算铁氧体在受力情况下的应力分布,从而评估其承受的强度。
2. 计算铁氧体磁芯的功率的公式为:P=V×f×Bmax²×10^-4。
其中,P表
示磁芯承受的功率,V表示磁芯的体积,f表示电流的频率,Bmax表示磁
芯的饱和磁感应强度。
如需更多信息,建议咨询相关专家或查阅铁氧体领域的研究文献。
铁氧体生产工艺
铁氧体生产工艺铁氧体是一种重要的功能材料,广泛应用于电子、通信、电磁设备等领域。
它具有高饱和磁感应强度、低磁滞损耗、高电阻率、低失磁力、高频损耗小等优点。
下面我们将介绍铁氧体的生产工艺。
1. 原料准备:铁氧体的主要原料包括金属氧化物(Fe2O3、NiO、ZnO等)和助磁焙烧剂。
这些原料需要精细研磨,以提高反应速率和成分均匀性。
2. 混合和制粒:将精细研磨后的原料进行混合,并加入一定比例的有机粘结剂和溶剂。
然后通过混合过程,使原料充分混合均匀。
接下来,将混合料通过制粒机制成颗粒状。
3. 压制成型:将制粒后的混合料放入压机中,经过一定的压力和时间进行压制成型。
常用的成型方式有干压成型和湿压成型两种。
干压成型适用于铁氧体薄片或复杂形状的零件,而湿压成型适用于大批量生产普通形状的零件。
4. 预烧和焙烧:将压制成型的铁氧体坯体进行预烧,以去除有机物和一部分氧化物。
预烧温度通常在500~800℃之间。
然后进行高温焙烧,使氧化物发生还原反应,形成金属铁氧体。
焙烧温度、时间和气氛对铁氧体的磁性和结构有较大影响。
5. 加工和表面处理:将焙烧后的铁氧体坯体进行加工,以得到最终所需形状和尺寸。
加工方式主要包括切割、钻孔、磨削等。
接着进行表面处理,以去除铁氧体表面的氧化皮,提高其导电性和表面光洁度。
6. 检测和筛选:对铁氧体产品进行磁性、电学和物理性能的检测。
检测内容包括磁感应强度、磁滞回线、矫顽力、电阻率、介电常数等。
根据产品质量要求,对合格产品进行筛选和分级。
7. 包装和储存:对合格的铁氧体产品进行包装和标识,并存放在干燥、通风的仓库中。
在储存过程中要防止产品受潮、受尘和受污染,以保证其性能不受影响。
以上就是铁氧体的生产工艺,生产铁氧体需要精细的原料准备、混合和制粒、压制成型、预烧和焙烧、加工和表面处理、检测和筛选、以及包装和储存等步骤。
通过这些工艺步骤的合理配合,可以制得具有优良性能的铁氧体产品。
铁氧体
铁氧体简介铁氧体(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。
铁氧体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。
1952年,该室J.J.文特等人曾经研制成了以BaFe12O19为主要成分的永磁性铁氧体。
这种铁氧体与1956年该室的G.H.永克尔等人所研究的四种甚高频磁性铁氧体具有类似的六角结构。
1956年E.F.贝尔托和F.福拉又报道了亚铁磁性的Y3Fe5O12的研究结果。
其中代换离子Y有Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu等稀土离子。
由于这类磁性化合物的晶体结构与天然矿物石榴石相同,故将其称之为石榴石结构铁氧体。
迄今为止,除了1981年日本杉本光男采用超急冷法制得的非晶结构的铁氧体材料以外,从结晶化学的观点看,均未超出上述三种类型的晶体构造。
铁氧体分类
铁氧体分类
铁氧体是一种重要的磁性材料,根据其化学组成和制备方法的不同,可以分为多种分类。
其中最常见的分类方法如下:
1. 按照化学组成分类:铁氧体可分为氧化铁、钙铁氧体、锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铜铝氧体等多种类型。
2. 按照制备方法分类:铁氧体可分为陶瓷铁氧体、粉末冶金铁氧体、溶胶-凝胶铁氧体等多种类型。
3. 按照晶体结构分类:铁氧体可分为立方晶系、四方晶系、六方晶系等多种类型。
不同类别的铁氧体都具有不同的磁性能和应用领域,在电器、电子、通信、医疗等领域中有广泛应用。
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铁氧体种类
铁氧体是一种具有磁性的氧化物材料,常用于电子器件、传感器、磁存储器等领域。
以下是一些常见的铁氧体种类:
1. 氧化铁(Fe2O3):是一种最简单的铁氧体,具有较高的磁导率和磁饱和磁感应强度,常用于制作磁芯和磁头等。
2. 钛铁矿(Fe3O4):也称为磁铁矿,是一种具有很强磁性的铁氧体,广泛用于电子器件、磁存储器和传感器等领域。
3. 镍铁氧体(NiFe2O4):是一种具有高磁导率和低磁滞损耗的铁氧体,常用于制作高性能的磁芯和磁头等。
4. 钴铁氧体(CoFe2O4):是一种具有高饱和磁感应强度和低磁滞损耗的铁氧体,常用于制作高性能的磁芯和传感器等。
5. 锰铁氧体(MnFe2O4):是一种具有高磁导率和低磁滞损耗的铁氧体,常用于制作高性能的磁芯和磁头等。
6. 铁氧化物复合材料:由多种不同的铁氧化物材料混合而成,具有多种不同的磁性能和物理性能,常用于制作高性能的磁芯和磁头等。
以上是一些常见的铁氧体种类,不同种类的铁氧体具有不同的磁性能和物理性能,可根据具体应用场景的需要进行选择。
铁氧体磁环的材质
铁氧体磁环的材质
铁氧体磁环是一种由铁氧体材料制成的环形磁性器件,其材质主要由铁、锰、锌、铜等金属氧化物组成。
根据不同的用途和性能要求,铁氧体磁环的材质可以有不同的配方比例和制备工艺。
铁氧体磁环的材质通常是由一种或多种金属氧化物组成的复合材料,其中最常见的金属元素包括铁、锰、锌、镍等。
这些金属氧化物在高温下可以形成具有优良磁性能的铁氧体材料。
在铁氧体磁环的制备过程中,首先将各种金属氧化物按照预定的配方比例混合均匀,再经过煅烧、粉碎、造粒、成型等工序,最后在高温下进行烧结。
烧结过程中,金属氧化物之间会发生反应,形成具有优良磁性能的铁氧体材料。
铁氧体磁环的材质具有较高的电阻率和较低的磁损耗,因此可以用于抑制高频噪声和干扰。
由于其高磁导率和低磁损耗的特点,铁氧体磁环广泛用于各种电子设备和系统的电磁干扰抑制和信号传输中。
根据不同的用途和性能要求,铁氧体磁环的材质可以有不同的配方比例和制备工艺。
例如,对于低频噪声抑制,可以选择具有较低矫顽力和磁损耗的铁氧体材料;对于高频噪声抑制,可以选择具有较高磁导率和电阻率的铁氧体材料。
总之,铁氧体磁环的材质是一种由多种金属氧化物组成的复合材料,其性能和用途可以根据不同的配方比例和制备工艺进行调整。
由于其优良的电磁性能和广泛应用,铁氧体磁环已经成为现代电子设备和系统不可或缺的一部分。
铁氧体 磁芯
铁氧体磁芯是由铁氧体材料制成的磁性元件,广泛应用于电子和电气工程中。
以下是铁氧体磁芯的主要特性和应用:
特性:
1.高频性能:由于铁氧体的特性,它在高频应用中表现出色,减少了磁芯损耗。
2.高磁导率:铁氧体磁芯能够有效地集中和传导磁场,这意味着它们可以在更小的体积下实现相同的性能。
3.热稳定性:与其他磁性材料相比,铁氧体在高温下仍然保持其磁性特性。
应用:
1.电源电子:在变压器、电感和滤波器中,铁氧体磁芯提供了高效率和小体积的解决方案。
2.射频与通讯:铁氧体磁芯被广泛应用于射频变压器、阻抗匹配和电磁屏蔽中。
3.数据存储:某些硬盘驱动器技术使用铁氧体磁芯来增强存储密度和性能。
4.电磁干扰(EMI)滤波:铁氧体环或磁珠用于缠绕电缆,以抑制和减少电磁干扰。
种类:
铁氧体磁芯可以根据其成分和应用,分为不同的类型。
例如,锰锌铁氧体(用于低频应用)和镍锌铁氧体(用于高频应用)。
总的来说,铁氧体磁芯因其高频性能、高磁导率和热稳定性等特性,在电源电子、射频与通讯、数据存储和电磁干扰滤波等多个领域都有着广泛的应用。
铁氧体分类
铁氧体分类
铁氧体是一种重要的材料,在电子、通信、医疗、能源等领域得到广泛应用。
根据其组成和结构,铁氧体可以分为多种类型。
其中,最常见的包括单晶铁氧体、多晶铁氧体、纳米晶铁氧体、涂覆铁氧体等。
单晶铁氧体是指由单个晶体生长而成的铁氧体材料,具有高的晶体质量和较低的矫顽力。
多晶铁氧体则是由多个晶粒组成的铁氧体材料,具有较高的矫顽力和较大的饱和磁感应强度。
纳米晶铁氧体是指颗粒尺寸小于100纳米的铁氧体材料,具有优异的磁性能和较高的比表面积。
涂覆铁氧体则是将铁氧体涂覆在其他材料表面形成的复合材料,具有较强的磁性和耐腐蚀性。
除了以上常见的铁氧体类型,还有一些特殊的铁氧体如磁流体铁氧体、双相铁氧体等。
磁流体铁氧体是将铁氧体粉末悬浮在液体中形成的磁性流体,具有优异的磁性和流变性能。
双相铁氧体是指由两种不同结构的铁氧体相组成的材料,具有较高的矫顽力和较大的磁滞回线面积。
不同类型的铁氧体材料具有不同的磁性能和应用特点,可以根据具体的需求选择合适的铁氧体类型。
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永磁铁氧体用途
永磁铁氧体用途
永磁铁氧体是一种具有较高矫顽力和剩磁密度的磁性材料,广泛应用于各个领域。
1. 电机和发电机:永磁铁氧体被广泛用于驱动电机和发电机中的磁铁,例如电动汽车、风力发电机和工业机械等。
2. 磁体:永磁铁氧体可以制成各种形状和尺寸的磁体,用于电气、电子、通信、医疗器械和家用电器等领域。
3. 磁力吸附和磁性分离:永磁铁氧体可以制成磁性吸附材料,用于磁性分离、垃圾回收和水处理等领域。
4. 磁记录和存储器件:永磁铁氧体材料可以用于磁带、硬盘驱动器和磁性存储器等磁记录和存储设备中。
5. 磁性传感器:永磁铁氧体可以制成磁性传感器,用于测量、检测和导航等领域。
6. 医疗器械:永磁铁氧体被广泛用于磁共振成像(MRI)设备、磁导航系统和医用磁疗设备等医疗器械中。
永磁铁氧体在电磁技术、机械制造、电子通讯、能源等多个领域具有重要的应用价值。
日常生活中的铁的氧化物
日常生活中的铁的氧化物
在日常生活中,我们经常可以见到一些铁的氧化物,下面我们来逐一了解一下。
1. 生锈:铁在空气中与氧气发生反应,产生铁的氧化物,即铁锈。
铁锈形成后,铁表面会被覆盖上一层红褐色的物质,这是由于铁元素与氧气形成的铁(III)氧化物。
2. 磁性铁氧体:磁性铁氧体是一种常见的铁的氧化物,由铁、氧和一种或多种金属离子(如镁、锌、铝等)组成。
磁性铁氧体具有很高的磁导率,并且具有良好的磁性。
3. 赤铁矿:赤铁矿是一种常见的铁的氧化物矿石,由二氧化铁(Fe2O3)组成。
它通常呈现出红色、红褐色或黑色。
赤铁矿是用于冶炼和制造钢铁的重要原料。
4. 黄铁矿:黄铁矿也是一种铁的氧化物矿石,由水合铁氧化物(Fe2O3·H2O)组成。
它的颜色通常为黄褐色,有时也呈现出红棕色。
黄铁矿也可以作为一种颜料使用。
5. 亚铁氧体:亚铁氧体是一种具有磁性的铁的氧化物,由FeO 组成。
它常用于一些磁性材料的生产。
以上就是一些日常生活中常见的铁的氧化物。
它们在不同的应用领域都发挥着重要的作用。
铁氧体磁环失效原因
铁氧体磁环失效原因
铁氧体磁环失效的原因可能有以下几点:
1. 温度过高:铁氧体的热稳定性较差,如果长时间工作在高温环境下,会导致磁性下降,甚至失去磁性。
2. 电流过大:如果通过铁氧体磁环的电流过大,会导致磁环饱和,从而失去电磁过滤作用。
3. 机械损伤:如果磁环受到严重的冲击或挤压,可能会导致磁环的结构发生改变,影响其磁性能。
4. 环境湿度:如果磁环长期处于高湿度环境中,可能会导致磁环的绝缘性能下降,影响其正常工作。
5. 材料质量问题:如果磁环的制造材料存在质量问题,例如材料中的杂质含量过高,可能会影响磁环的磁性能。
6. 设计不合理:如果磁环的设计不合理,例如工作频率过高或过低,都可能导致磁环失效。
以上就是铁氧体磁环失效的一些可能原因,具体需要根据实际情况进行分析判断。
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。
铁氧体u'参数
铁氧体u'参数
铁氧体是一类由铁和氧元素组成的磁性材料,其晶格结构可以用不同的参数描述。
其中,u'参数是描述铁氧体晶格畸变程度的一个参数。
具体来说,u'参数是指铁氧体中铁离子(Fe3+)位移产生的畸变量。
在正常情况下,铁离子应该位于晶格的坐标位置上,但由于晶格畸变或其他因素的影响,铁离子会发生位移,导致晶格畸变。
u'参数的具体定义为晶体结构中Fe3+离子O2-配位离子所形成的八面体的顶点到离子中心之间的距离与晶格常数a之比。
通常用u'来表示该参数的数值。
u'参数的大小与铁氧体的晶格畸变程度有关。
当u'参数较小时,表示晶格畸变较小,晶体结构较稳定;当u'参数较大时,表示晶格畸变较大,晶体结构较不稳定。
需要注意的是,u'参数只是描述铁氧体晶格畸变的一个参数,具体数值的计算需要通过实验或者理论模拟等方法得出。
不同类型的铁氧体可能有不同的u'参数数值。
铁氧体用途
铁氧体用途铁氧体是一种广泛应用于各个领域的功能性材料。
它具有独特的磁性能,因此在电子电磁学、通信技术、医疗器械以及工程材料等方面都有重要的应用。
下面将详细介绍铁氧体的用途和其在各个领域的具体应用。
首先,铁氧体在电子电磁学领域具有重要的应用。
铁氧体是一种具有很高磁导率和低磁阻的材料,因此在电感器、变压器、传感器等电子元件中被广泛使用。
铁氧体材料还可以用于制造电抗器、RF组件以及微波元器件等,如射频滤波器、天线、耦合器等。
此外,铁氧体还可以用于制造磁头,如音频磁头和视频磁头,用于磁带机和硬盘驱动器等。
其次,铁氧体在通信技术中具有广泛的应用。
由于其具有优异的抗噪声性能和高频率特性,铁氧体材料被广泛用于无线通信系统中的滤波器、各种天线和场强计等设备中。
例如,铁氧体材料可以用于生产微波陷波器、隔离器和频率稳定器等,来提高通信系统的性能和质量。
另外,铁氧体材料在毫米波通信和雷达系统中也有重要的应用。
此外,铁氧体还在医疗器械中广泛应用。
由于其优异的磁特性,铁氧体可以用于生产磁共振成像(MRI)系统中的磁体、线圈以及其他配件。
其中,磁体是MRI 系统中的核心部件,而铁氧体材料由于其高饱和磁感应强度和低磁导率,可以提高磁体的性能和效率。
此外,铁氧体材料还可以制成医疗磁性材料,用于制造磁疗设备和磁支架等。
最后,铁氧体还在工程材料中有广泛的应用。
铁氧体是一种具有较高硬度和抗腐蚀性能的材料,因此被广泛应用于机械和结构材料中。
例如,铁氧体可以用于制造各种磁性工具,如磁力夹具、磁力锁等。
此外,铁氧体材料还可以制成磁性涂层,用于提高铁路和汽车的运输效率,并在液体处理、废物处理以及环境治理等领域中起到重要的作用。
综上所述,铁氧体作为一种功能性材料,在电子电磁学、通信技术、医疗器械以及工程材料等领域中有着重要的应用。
它的高磁导率和低磁阻特性,使其在电子元件和通信设备中得到广泛应用;其磁特性和磁导率特点,使其成为制造MRI 系统和磁性医疗器械的理想材料;其硬度和抗腐蚀性能,使其用于生产工程材料和磁性涂层。
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1.引言1.1铁氧体的种类及特性[1、2]铁氧体为一种具有软磁性的金属氧化物。
是由铁和其它一种或多种金属合成的金氧化物。
尖晶石型铁氧体的化学分子式为MeFe2O4或MeO·Fe2O3,Me是指离子半与二价铁离子相近的二价金属离子(Mn2+﹑Zn2+﹑Cu2+ Ni2+﹑Mg2+)或平均化学价为二价的多种金属离子组成。
使用不同的替代金属,可以合成不同类型的铁氧体。
以Mn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物MnOFe2O3(MnFe2O4)称为锰铁氧体,以Zn2+替代Fe2+所组成的复合物ZnO.Fe2O3(ZnFe2O4)称为锌铁氧体。
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-ZnFe2O4)和镍锌铁氧体(Ni-ZnFe2O4)就是双组分铁氧体,而锰镁铁氧体(Mn-Mg-ZnFe2O4))则是多组分铁氧体。
1.2软磁铁氧体现状与发展由于我国的电子信息产业取得空前的发展,作为软磁铁氧体的重要应用领域无论是传统消费的电子音像产品,还是新崛起的移动通信设施和家用电脑及外部设备,都处于蓬勃发展的状态;而基础设施建设的大规模开展使节能照明产品的需求也在快速增长;由于电磁兼容要求的提高,EMI 专用器件需求猛增。
这些都对软磁铁氧体产业提出更高的要求。
纵观电子信息产业发展的态势,可以得到一个结论:当前软磁铁氧体的最大市场在中国,市场增长最快的地区也是中国国内电子工业产品需求量将会以15%左右年增长率向前发展,高档产品和出口产品的比率将会很快提高,国内需要高档产品量也不断增加。
据统计,珠江三角洲地区磁环年需量30亿只左右,磁芯约2亿只,美国的PULSE,台商YCL等在大陆办厂的企业用量也比较大,仅美国PULSE公司一年要用1亿美元进口高磁导率铁氧体系列产品,还有国内华为、中兴、大唐、东方通讯等程控交换机生产厂,也需要高档软磁铁氧体产品代替进口产品。
今年国内电子产品需要软磁铁氧体3.8万吨,其中长虹公司仅彩电需要的软磁铁氧体磁芯用量6000吨,还有联想、长城等公司电脑和显示器和等设备均需要各种磁性元件。
再加上预计今年出口1.5万吨,合计市场需求约5.3万吨左右。
从国际市场来看,预计需要软磁铁氧体用量将保持6%左右增长率。
一个朝阳产业向我们走来,进入WTO后IT及家电业将跨入一个新时代。
元器件在组装方式上,将从插装向表面组装(SMT)转化;在电路性质上,从模拟向数字电路转化;在运用方式上,从固定向移动转化,以这三个趋势出现,软磁材料及器件的应用定位在表面显示系统(包括彩电、计算机显示器)、通信及网络系统(脉冲变压器)、变频技术系统(空调、冰箱、一切变频器件)。
软磁元器件定位在平面化、小型化及高性能化方向。
材料的新动向和市场前景为高性能纳米金属软磁材料,高导磁率MnZn铁氧体材料,低功耗功率MnZn铁氧体材料,低温共烧结片式NiZnCu、LiZnTi材料[3、4]。
我国软磁铁氧体大量出口到发达国家,包括日本在内,我国销售价格比较低,日本市场上平均每吨售价12.58万元人民币,比我们高3~4倍,造成价格差的原因很多,但主要是产品性能和表面质量比较差,有待我国企业和研究机构共同努力,打破目前不利局面。
因此对软磁铁氧体的研究具有着非常重要的意义。
1.3 铁氧体纳米材料的特性尖晶石型软磁铁氧体熔点低、比热高、膨胀系数大,并具有低的饱和磁矩和高的磁化率,以及宽的光吸收频率,其不同于常规粗晶体材料的特性主要表现为:超顺磁性、高矫顽力、低居里温度和高磁化率,由于电阻率极高,磁谱特性好,极适宜在高频和超高频下应用,因此广泛用作磁头材料、巨磁材料、微波磁性材料等[2,3]。
由于纳米粒子的尺寸较小其晶粒的分界面处于既非长程有序、又非短程有序的高度无序状态,这就使其产生了常规材料所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面与界面效应和宏观量子隧道效应,使其在光、热、电、磁、力学及化学等方面表现出与常规材料不同的特殊性质[5]。
随着电子产品向小型化方向发展,制备出高密度、均匀、细小晶粒的软磁铁氧体尤为重要。
因此,软磁铁氧体纳米材料的制备、性质和结构的研究成为国内外研究的热点之一。
1.4 镍锌系软磁铁氧体材料[9,10]Ni-Zn系软磁铁氧体材料是另一类产量大、应用广泛的高频软磁材料。
当应用频率在1 MHz以下时其性能不如Mn-Zn系铁氧体,而在1 MHz以上时,由于它具有多孔性及高电阻率,其性能大大优于Mn-Zn铁氧体,非常适宜在高频中使用。
用镍锌软磁铁氧体材料做成的铁氧体宽频带器件,使用频率可以做到很宽,其下限频率可做到几千赫兹,上限频率可达几千兆赫兹,大大扩展了软磁材料的频率使用范围,主要功能是在宽频带范围内实现射频信号的能量传输和阻抗变换。
由于它们具有频带宽、体积小、重量轻等特点而被广泛应用在雷达、电视、通讯、仪器仪表、自动控制、电子对抗等领域。
世界上现已工业化生产镍锌铁氧体的国家中,目前,日本TDK.FDK、德国西门子、美国Stealword【25】等公司的产品技术水平被公认为是世界上最高的,射频宽带Ni-Zn(磁芯)的工作频率可达0.1 MHz -- 1. 5 GHz,品种规格上千种。
而国内起步较晚,仅有少数厂家在开发低噪声滤波器和铁氧体吸收与抑制元件。
但与国外的差距转大。
尚未系列化、标准化。
目前,随着信息网络技术的飞速发展,在有线电视系统和闭路电视系统的基础上迅速发展起来的光纤同轴电缆混合(HFC )网络系统。
作为综合信息宽带网络,具有显著的优势[30]。
HFC网络系统的改造和建设,需要各种射频宽带铁氧体器件,而射频宽带铁氧体材料(磁芯)系列是制造上述铁氧体器件的关键磁性材料。
HFC的发展,大大刺激了对射频宽带铁氧体材料及器件的需求。
Ni一Zn软磁铁氧体材料除广泛用于HFC宽带网络外,还大量用于抗电磁干扰。
使用镍锌系软磁铁氧体材料制成的滤波器、铁氧体抑制器是其中最有效、简单、经济的办法之一。
因此,在各种电子、电子线路中使用大量各种特性和各种形状的EMI软磁铁氧体磁芯[31],以满足抗电磁干扰和电磁兼容的要求。
抗电磁干扰产品和电磁兼容产品发展的方向是各类磁芯向高磁导率、高频化、高速、小型化和片式高组装密度化发展。
如今用Ni-Zn等软磁材料做成的铁氧体桨料和导体桨料交替叠层厚膜印刷和烧结而成、实现小型化表面安装的器件已经实用化,发展前途光明。
.1.5 尖晶石型软磁铁氧体纳米材料的制备方法软磁铁氧体纳米材料的制备方法目前主要有三种分类方法[6]:第一种是根据制备原料状态分为固相法,液相法和气相法;第二种是按反应物状态分为干法和湿法;第三种为物理法、化学法和综合法[7]。
目前具有尖晶石结构的软磁铁氧体纳米材料的制备方法主要有以下几种。
1.5.1 化学共沉淀法化学共沉淀法制备软磁铁氧体纳米微粉是指在包含两种或两种以上金属离子的可溶性盐溶液中加入适当沉淀剂,将金属离子均匀沉淀或结晶出来,再经过滤、洗涤、干燥、煅烧和热分解而制得铁氧体纳米粉体。
化学共沉淀法按其沉淀剂的不同可分为氢氧化物、碳酸盐和草酸盐等若干方法若按反应初始铁离子的价态不同又可分为两类:一类是以Fe3+和其它二价金属离子为初始反应离子制备铁酸盐,文献[7]报道了通过此法制得ZnFe2O4,在700℃下煅烧可得粒径为18.5 nm 的粒子;另一类是以Fe2+和其它二价金属离子为初始反应离子,通过氧化将Fe2+氧化成Fe3+,进而形成铁酸盐[8,9]。
文献[10]报道了通过空气氧化制得了粒径为50 nm的CuFe2O4。
在共沉淀法中,为避免直接添加沉淀剂产生的局部浓度不均匀,可在溶液中加入某种物质,使之通过溶液中的化学反应,缓慢地生成沉淀剂。
控制好生成速度,就可避免浓度不均匀现象,使过饱和度控制在适当的范围内,从而控制粒子的生长速度,获得凝聚少、纯度高的超微粉。
用化学共沉淀法制备软磁铁氧体纳米微粉的特点是:工艺简单,产品纯度较高,反应温度低,颗粒均匀,粒径小,分散性也好。
但也有如下问题:沉淀物通常为胶状物,水洗、过滤较困难;沉淀过程中各种成分可能发生偏析,水洗时部分沉淀物发生溶解;从溶液中带出的杂质离子影响粉末的烧结性能,且清除较繁琐;对于多组分来说,要求各组分具有相同或相近的水解或沉淀条件,因而工艺具有一定的局限性。
1.5.2 水热法[11,12]水热法是近10余年发展起来的制备超微粉的又一新合成方法。
此法以水为溶剂,在较高温度(100 ℃以上)和较高压力(105Pa 以上)下,在一个密闭压力容器内进行反应。
用此法所制备的微粉晶体粒径小、粒度较均匀、不需要高温煅烧预处理,并且可实现多价离子的掺杂。
由于在高温高压的反应釜中进行,这就对一定形式的前驱物溶解–再结晶为良好的微晶材料提供了适宜的物理-化学条件。
该方法的特点为:①反应是在高温高压条件下进行,可能实现在常温常压下不能进行的反应;②改变反应条件(原料配比、浓度、pH 值、温度、时间等),可能得到具有不同晶体结构、组成、形貌和颗粒大小的产物;③产物为晶态,无需煅烧晶化,可以减少在煅烧过程中难以避免的团聚现象。
用水热法制备纳米微粒可以分为几种类型:水热合成、水热氧化、水热还原、微波水热等。
1.5.3 溶胶–凝胶法[13]该法是20世纪90年代兴起的一种新的湿化学合成方法,广泛地应用于各种无机功能材料的合成中。
此法是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶,或经解凝形成溶胶,然后使溶质聚合凝胶化,再将凝胶干燥、煅烧除去有机成分,最后得到纳米级软磁铁氧体材料。
与其它一些传统的无机材料制备方法相比,溶胶-凝胶法具有以下优点:其工艺过程温度低,可以制得一些传统方法不能或难以制得的材料;产品粒度分布窄,均匀性好,产品纯度高;尤其是对多组分体系,其均匀度可达到分子或原子水平。
但该法也有不足之处,主要表现在其工艺条件不易控制,所用原料多数是有机化合物,成本高且有些对人体有害,处理时间长,凝胶颗粒间烧结性不好,干燥时收缩大。
1.5.4 喷雾热解法[14,15]该法首先出现20世纪60 年代初期,起源于喷雾干燥法。
该法是将金属盐溶液通过喷雾器喷入高温介质中制成微小液滴,溶剂的蒸发和金属盐的热分解同时迅速进行,从而直接制得金属氧化物纳米微粒。
该法制得的微粒纯度高、均匀性好,所需时间短,而且操作过程简单,可以连续制备且易通过控制不同的操作条件制得各种形态和性能的微粉体。
但有些盐类在分解时产生大量有毒气体(如SO2、NO2、Cl2、HCl 等),直接影响设备的寿命,且成本较高,能源利用率低,因而未能实现大规模工业化生产。
1.5.5 微乳液法[16,17]微乳液法是一种最新的制备纳米材料的液相化学法。