宽温MnZn功率铁氧体磁性能及晶粒生长动力学研究

摘要

低熔点添加剂在MnZn铁氧体的烧结过程中，往往具有助熔作用，可以促使晶粒长大，然而，对于低熔点添加剂对晶粒生长机制的研究还不甚完善。本文采用传统氧化物陶瓷工艺制备MnZn功率铁氧体，研究了ZnO和多种低熔点添加剂以及烧结温度对铁氧体晶相、微观形貌和磁性能的影响，并分析了ZnO和添加剂对MnZn功率铁氧体晶粒生长机制及活化能的影响。
　　研究结果表明：添加剂SiO2-CaCO3主要富集于晶界处，形成高电阻率的Ca2ZnSi2O7，适量添加能促进晶粒生长，改善磁性能，添加过多会使晶粒异常长大，适宜的添加量为3.9×10-3wt％SiO2、6.5×10-3wt%CaCO3。随SiO2含量的逐渐增加，样品的平均晶粒尺寸逐渐增大，磁导率先增大后减小，而损耗先减小后增加；当添加6×10-3wt%SiO2时样品的磁导率最大，损耗最小。晶格常数随CuO含量的增加而逐渐增大，适量添加CuO可促进烧结，改善铁氧体的微结构，提高起始磁导率，降低损耗，适宜的添加量为1.2×10-2wt%。当V2O5的含量逐渐增多时晶格常数逐渐增大，V2O5的适量加入使微结构变好，磁导率增大，损耗减小，当V2O5为2.76×10-2wt%时性能最佳，μi～T曲线的Ⅱ峰位置随V2O5含量的增加而逐渐向低温移动。当组合添加2.76×10-2wt%V2O5和1.2×10-2wt%CuO时，铁氧体的综合性能最好，晶格常数随添加剂含量的增加而逐渐增大，μi～T曲线的Ⅱ峰位置则逐渐向移向低温。铁氧体的平均晶粒尺寸随Bi2O3含量的增加而逐渐增大，磁导率先增大后减小，损耗先减小后增大，当添加过量时出现晶粒异常长大现象，最佳添加量为0.04wt%。随ZnO含量的逐渐增加，μi～T曲线的Ⅱ峰位置逐渐移向低温，居里温度逐渐降低，最适宜的ZnO含量为12mol%。当烧结温度逐渐升高时平均晶粒尺寸逐渐增大，磁导率先增加后减小，损耗先减小后增大，最佳烧结温度为1350℃。
　　由实验结果得出本文中MnZn功率铁氧体的晶粒生长动力学方程为D=√K0t exp(-16353/RT)；同时，研究了ZnO和低熔点添加剂CuO、V2O5、CuO-V2O5、Bi2O3对MnZn功率铁氧体晶粒生长机制和激活能的影响，证明其可以降低铁氧体的激活能Q，促进晶粒生长。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2 MnZn铁氧体的研发现状

1.3本课题研究的目的和意义

1.4论文的内容和结构安排

第二章 MnZn功率铁氧体的制备工艺及原理分析

2.1 引言

2.2 原料的选择

2.3 球磨

2.4 预烧

2.5 掺杂

2.6 成型

2.7 烧结

2.8 测试

第三章 宽温MnZn功率铁氧体磁性能研究

3.1 引言

3.2 实验过程

3.3 添加剂对MnZn铁氧体性能的影响

3.4 ZnO对MnZn功率铁氧体性能的影响

3.5 烧结温度对MnZn功率铁氧体性能的影响

第四章 宽温MnZn功率铁氧体晶粒生长动力学研究

4.1 无低熔点添加剂时晶粒生长动力学基本参数确定

4.2 低熔点添加剂对MnZn功率铁氧体晶粒生长动力学的影响

4.3 ZnO对晶粒生长机制和活化能的影响

第五章 结论

致谢

参考文献

硕士期间取得的成果