高磁導率MnZn鐵氧體材料燒結技術研究.pdf

1、本文對采用氧化物電子陶瓷工藝制備的高磁導率MnZn鐵氧體磁芯在工業(yè)生產(chǎn)條件下與承燒材料之間的相互作用關系進行了研究分析,并初步探討了磁導率的溫度穩(wěn)定性問題。其中重點對比了不同承燒材料燒結的底層磁芯性能特征、成分偏析程度、微觀和物相結構,討論了配方、摻雜和致密燒結工藝對高磁導率MnZn鐵氧體μiT特性的影響。對鐵氧體磁芯與承燒材料之間的相互作用關系分析結果表明,工業(yè)生產(chǎn)中由莫來石承燒的底層磁芯基本磁性能相較中層磁芯性能偏差嚴重的主要原因是

2、表層區(qū)域的成分偏析問題。這種成分偏析主要由莫來石組分中的Si滲透和磁芯組分中的Zn耗散引起;Si的滲透深度約為100μm,Zn的耗散深度約為200μm,其耗散途徑包括ZnO熱分解產(chǎn)生的Zn高溫揮發(fā)和ZnO與莫來石另一組分Al2O3之間的直接、間接化學反應,即ZnO→Zn(gas)+1/2O2,ZnO+Al2O3→ZnAl2O4,Zn(gas)+1/2O2+Al2O3→ZnAl2O4。從抑制異質物質滲透和減小Zn耗散程度出發(fā),可以考慮使用

3、ZrO2板、同類型磁片和ZnO板代替莫來石作為鐵氧體磁芯的承燒材料,這四種承燒材料燒結的底層磁芯起始磁導率分別可以達到中層磁芯起始磁導率均值的80％、90%、50%和65%左右;由于接觸表面層的微觀形貌狀況和成分偏析程度不同,因此經(jīng)由以上幾種承燒材料燒結的底層鐵氧體磁芯μiT特性也具有一定差別,ZrO2板承燒底層磁芯的μi值受溫度變化的影響較大,ZnO板承燒底層磁芯的起始磁導率Ⅱ峰對應溫度點Tsmp出現(xiàn)在較低的溫度區(qū)域。對MnZn鐵氧體

4、材料磁導率溫度穩(wěn)定性的研究結果表明,材料體系的磁晶各向異性常數(shù)K1決定起始磁導率的Ⅱ峰位置,微觀形貌對溫度系數(shù)αμi有一定影響。增大主配方中Fe2O3和ZnO的含量能夠使Ⅱ峰位置移向低溫區(qū)域;添加TiO2也能獲得相似的結果,其原因是Ti4+進入晶格結構取代Fe3+產(chǎn)生Fe2+,即2Fe3+→Fe2++Ti4+;對摻入Co2O3的情況,可以肯定其具有明顯降低材料起始磁導率的作用,少量摻雜對磁導率Ⅱ峰位置的影響程度并不明顯;致密燒結不能改變