高Bs锰锌铁氧体电磁特性与低温烧结研究

摘要

MnZn铁氧体作为重要的软磁材料，以其高饱和磁感应强度、高磁导率和低损耗等优异性能被广泛应用于电子元器件，尤其是MnZn铁氧中的高Bs锰锌铁氧体一直是研究的热点。此外，由于电子元器件正向着集成化、小型化方向不断改进，低温共烧铁氧体构成的片式元件显得愈发重要，其中由MnZn铁氧体制成的片式变压器等元件，要求在保证较高Bs的前提下，同时实现低温烧结。本文对高Bs锰锌铁氧体的电磁特性进行了较为系统的研究，同时对其低温烧结特性做了有益的研究。
　　文章第一部分以高Bs为目标，首先讨论了制备工艺的影响，实验结果表明随着预烧温度的升高，粉料的活性逐渐降低，材料的饱和磁感应强度和磁导率有降低的趋势，适宜的预烧温度为900℃；适当的二磨工艺可以有效的控制粉体的反应活性，使晶粒生长均匀，抑制异常晶粒的长大，同时能减少气孔率，提高烧结密度，从而有效地提高铁氧体的磁性能。其次讨论了主配方的影响，实验结果表明当ZnO含量在2mol％~14mol%之间时，随着ZnO含量的增大，饱和磁感应强度Bs先增大后减小，初始磁导率μi单调增大，磁损耗逐渐减小；当Fe2O3含量在53mol%~56mol%之间时，随着Fe2O3含量的增大，饱和磁感应强度Bs单调增大，初始磁导率μi先增大后减小。再次，讨论了Co2O3添加剂的影响，实验结果表明添加适量的Co2O3可以有效的提高初始磁导率和饱和磁感应强度，同时可以降低损耗，适宜的添加量为0.01wt%。最后，通过正交实验，综合考虑主配方和烧结温度等因素，制备出了高Bs锰锌铁氧体，材料常温Bs为565mT，高温（100℃）Bs为463mT，磁导率为1689。
　　文章的第二部分对高Bs锰锌铁氧体的低温烧结进行了研究。实验结果表明在MnZn铁氧体中添加Bi-B-Si助烧玻璃有效地促进了材料在低温（1020℃）下的烧结；采用低软化点的玻璃有助于烧结的致密化和抑制晶粒的异常长大。当Bi-B-Si玻璃添加量为1.0wt%时，MnZn铁氧体在1020℃烧结致密，磁导率达到了715，饱和磁感应强度为288mT，电阻率为520Ω·m。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究进展

1.3 论文研究内容

2 MnZn铁氧体理论基础

2.1 MnZn铁氧体的晶体结构和金属离子分布

2.2 MnZn铁氧体的自发磁化理论

2.3 MnZn铁氧体的固相反应

2.4 MnZn铁氧体的基本电磁参数

3 高Bs锰锌铁氧体电磁特性研究

3.1 制备工艺对MnZn铁氧体的影响

3.2 主配方对MnZn铁氧体的影响

3.3 添加Co2O3对MnZn铁氧体的影响

3.4 主配方、添加剂和烧结温度的正交实验研究

3.5 本章小结

4 高Bs锰锌铁氧体低温烧结研究

4.1 助烧玻璃软化点对低温烧结MnZn铁氧体微结构的影响

4.2 助烧玻璃添加量对低温烧结MnZn铁氧体电磁特性的影响

4.3 本章小结

5 结 论

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录