助烧剂对MnZn铁氧体的烧结及磁性能的影响

摘要

MnZn铁氧体作为一种重要的高磁导率、高饱和磁化强度、低损耗的磁性功能材料,在电子元器件领域有着广泛的应用。本文主要研究CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃、Bi2O3-B2O3-SiO2-ZnO-Li2O(BBSZL)玻璃、Bi2O3-B2O3-SiO2复合氧化物三种助烧剂对MnZn铁氧体的烧结特性与磁性能的影响。采用XRD、SEM、EDS、磁滞回线测试仪、LCR仪等表征方法对样品的物相、显微形貌、元素组成和磁性能等进行测试。
　　 利用氧化物法制备出添加CBS玻璃的MnZn铁氧体。结果表明:CBS玻璃不影响样品的物相组成,且适量CBS玻璃可促进铁氧体的烧结。CBS玻璃添加量为1 wt％～4wt％时,随着CBS的增加,样品的体积密度不断降低,初始磁导率(μi)、饱和磁感应强度(Bs)不断增大,矫顽力(Hc)呈减小的趋势；CBS玻璃添加量为1 wt％时,1310℃烧结3h所得MnZn铁氧体具有最佳的综合磁性能:μi=271,Bs=416mT,Hc=76.5A/m。
　　 以BBSZL玻璃为助烧剂,采用氧化物法制备MnZn铁氧体。结果表明:BBSZL玻璃不影响样品的物相组成,但会影响其磁性能。随着BBSZL玻璃添加量的增加,样品的晶粒尺寸先增大后减小,样品的μi和Bs不断增大,Br和Hc则随之不断减小。BBSZL玻璃添加量为0.6wt％时,铁氧体内部形成有效的液相烧结,此时在1240℃烧结的样品晶粒饱满,晶界清晰,气孔较少,,磁性能最好:μi=947,Bs=317mT,Hc=26.5 A·m-1。
　　 以Bi2O3-B2O3-SiO2复合氧化物为助烧剂,采用sol-gel自燃烧法合成MnZn铁氧体纳米粉,粉体成型后经烧结得到最终样品。结果表明:添加剂中各氧化物分布于铁氧体的晶界处,起到促进烧结的作用；添加量为1 wt％～2wt％时,助烧剂产生的液相烧结作用最明显。随着Bi2O3-B2O3-SiO2添加量的增加,样品的体积密度先减小后增大,添加量为2wt％时达最大值4.85g/cm3,此时在1260℃烧结的样品有最佳磁性能:μi=968,Bs=282mT,Br=121 mT,Hc=26.9 A·m-1。