化学共沉淀法制备镍镁铜锌铁氧体及其磁性的研究

摘要

多层片式电感器(MLCI)已成为近年来迅速发展起来的一种重要的表面组装器件(SMD),并广泛应用于信息产业、航空航天、军事国防等领域。NiCuZn铁氧体因为具有较好的磁性质和低的烧结温度,已经成为叠层片式电感器的主要材料并且成为当前磁性材料领域研究的热点课题之一。同时,由于MgCuZn铁氧体具有高电阻率、低的磁致伸缩系数、稳定性好及低成本等特点,有望成为叠层片式电感器的潜在磁性材料。
　　本文以分析纯的硝酸镍、硝酸镁、硝酸铜、硝酸锌和硝酸铁为原料,采用NaOH化学共沉淀法制备镍镁铜锌铁氧体。借助X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、LCR测量仪、SEM扫描电镜等测试手段,重点对预烧温度及Mg含量对NiMgCuZn铁氧体粉体和烧结后的块体样品结构和磁性能的影响规律及作用机制进行了研究。
　　利用化学共沉淀制备Ni0.15Mg0.1Cu0.3Zn0.45Fe2O4铁氧体,预烧温度选择500℃~800℃范围。XRD衍射图表明预烧料中只含有单一的铁氧体晶相。粉体的晶粒大小随预烧温度的增加而从12.3nm增加到36.2nm。预烧温度对950℃烧结后块体密度以及颗粒大小有明显的影响,但对居里温度的影响不大。综合各种磁性能,较适宜的预烧温度为600℃,这时Ni0.15Mg0.1Cu0.3Zn0.45Fe2O4铁氧体样品有相对高的起始磁导率和饱和磁化强度。此外,预烧温度为500℃和600℃的样品,铁氧体粉体的饱和磁化强度值要低于相应块体的饱和磁化强度值;而当预烧温度大于700℃时,粉体的饱和磁化强度却高于块体的饱和磁化强度。
　　用NaOH共沉淀法制备了Ni0.25-xMgxCu0.3Zn0.45Fe2O4(x=0,0.05,0.1,0.2和0.25)铁氧体,所有样品均是单一尖晶石相,随着Mg含量增加,晶格常数逐渐增加,烧结后块体密度逐渐减小。SEM图显示,不同的Mg替代量对微观结构没有明显影响。随Mg含量的增加,起始磁导率稳定增加,而截止频率不断减小,这符合斯诺克定律。饱和磁化强度和居里温度均随Mg含量增加而减小,并且块体的饱和磁化强度要大于粉体的饱和磁化强度。但品质因数没有明显变化。在我们研究的系列Ni0.25-xMgxCu0.3Zn0.45Fe2O4铁氧体中,x=0.1是最佳的镁含量,其对应的Ni0.25Mg0.1Cu0.3Zn0.45Fe2O4样品具有相对高的起始磁导率和好的温度稳定性,以及较高的饱和磁化强度、居里温度、截止频率和块体密度。

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第一章 绪论

1.1 国内外片式电感研究背景和概况

1.2 NiCuZn和MgCuZn铁氧体发展现状

1.3 纳米铁氧体制备方法

1.4 本文研究的目的、意义和内容

第二章 铁氧体理论基础与主要性能参数

2.1 铁氧体微观结构

2.2 铁氧体磁性基本理论

2.3 铁氧体磁畴理论

2.4 铁氧体基本磁性参数

第三章 实验方法

3.1 引言

3.2 实验原料与设备

3.3 实验过程

3.4 实验测试与样品性能表征

第四章 预烧温度对NiMgCuZn铁氧体的影响

4.1 实验结果和分析

4.2 本章小结

第五章 镁含量对NiMgCuZn铁氧体的影响

5.1 实验结果和分析

5.2 本章小结

第六章 结论

参考文献

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