磁场作用下自蔓延高温合成Ni-Zn铁氧体的研究

摘要

铁氧体是一类具有非常广泛用途的磁性材料，由于铁氧体性能好、成本低，工艺简单，又能节约大量贵金属，因此已成为高频弱电领域很有发展前途的一种非金属磁性材料。 自蔓延高温合成方法是俄罗斯宏观动力学研究所Merzhanov等人发明的一项新的材料合成方法，用此方法合成铁氧体与传统铁氧体工艺相比，具有低能耗、合成时间短、高产量、产品纯度高、无环境污染等优点，具有广泛的应用前景，用此方法生产的铁氧体元件的性能稳定，适合工业生产。近年来SHS法制备铁氧体的方法倍受人们关注，铁氧体的SHS制备工艺相对比较成熟，对其性能的要求也越来越高。 本文采用自蔓延高温合成法合成了Ni<,0.4>Zn<,0.6>Fe<,2>O<,4>，研究了铁粉含量变化时对铁氧体产物的影响，发现当铁粉的摩尔含量k=0.6时，产物具有较低的矫顽力和较高的磁饱和强度。并用自蔓延高温合成法合成Ni<,1-x>Zn<,x>Fe<,2>O<,4>，讨论了ZnO含量对Ni-zn铁氧体性能的影响，研究表明产物的矫顽力Hc先减小再增大，在x=0.65时最小，而产物的磁饱和强度Ms先逐渐增大而后又减小，也在x=0.65时达到最大。 在外加磁场的条件下自蔓延高温合成Ni<,0.4>Zn<,0.6>Fe<,2>O<,4>，由于磁场强度较小，发现对燃烧过程影响并不大，对产物的磁性能的影响也很小。因此在增大磁场条件的情况下合成Ni<,0.3>Zn<,0.7>Fe<,2>O<,4>，发现增大磁场对燃烧温度和燃烧速度都有很大的提高，都随着磁场强度的增大而增大。产物的磁性能也有很大的改善，矫顽力随着磁场强度的增大而减小，而最大磁饱和强度随着磁场强度的增大而增大。 在增大磁场强度的条件下自蔓延高温合成Ni<,0.6>Zn<,0.4>Fe<,2>O<,4>，研究正向磁场与反向磁场对产物磁性能的影响，研究表明，正向磁场与反向磁场又能有效的降低产物矫顽力、增大最大饱和磁化强度，但是正向磁场更有利于磁性能的改善。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究的目的与意义

1.2国内外研究概况

1.3应用前景

1.4研究内容

1.5实验研究技术路线

第二章软磁铁氧体自蔓延高温合成的基础理论

2.1软磁铁氧体的晶体结构

2.2自蔓延高温合成的基础理论

2.2.1 SHS的点火理论

2.2.2 SHS技术的热力学

2.2.3 SHS燃烧动力学

2.2.4 SHS产物平衡成分的确定

2.2.5 SHS合成Ni-Zn铁氧体的反应机制

第三章Ni0.4Zn0.6Fe2O4的自蔓延高温合成

3.1 SHS反应中铁粉用量(k值)范围的确定

3.2实验原料

3.3实验工艺过程

3.3.1混合球磨

3.3.2压坯

3.3.3烘干

3.3.4燃烧

3.4实验最终产物

3.5实验结果分析

3.5.1铁粉含量对燃烧温度的影响

3.5.2产物的XRD分析

3.5.3产物扫描电镜分析

3.6小结

第四章Ni-Zn铁氧体自蔓延高温合成的影响因素

4.1 ZnO含量对Ni-Zn铁氧体性能的影响

4.1.1实验过程

4.1.2实验结果分析

4.2原料粉体压坯密度的影响

4.2.1实验过程

4.2.2实验结果分析

4.3其它因素对SHS的影响

4.3.1原料粒度对燃烧温度的影响

4.3.2 SHS法制备Ni-Zn铁氧体时Zn的挥发

4.4小结

第五章Ni-Zn铁氧体在磁场中SHS研究

5.1 Ni-Zn铁氧体在弱磁场中的自蔓延高温合成

5.1.1实验过程

5.1.2实验结果

5.1.3实验结果分析

5.2 Ni-Zn铁氧体在强磁场中的自蔓延高温合成

5.2.1 Ni0.3Zn0.7Fe2O4在强磁场中SHS的研究

5.2.2磁场方向对铁氧体性能的影响

5.3小结

第六章主要结论和进一步研究工作建议

6.1主要结论

6.2进一步研究工作的建议

参考文献

附录

致谢