Sn取代对镍锌软磁铁氧体磁体功能和功率损耗的影响

摘要

目前，电子科学与信息技术发展突飞猛进，镍锌软磁铁氧体材料越来越成为一种极其重要的电子元器件磁性材料，由于其具有高的机械硬度、高的起始磁导率、高的饱和磁通密度、高的电阻率、低的矫顽力、低的功率损耗和较好的化学稳定性与一致性等特性，因此镍锌软磁铁氧体被广泛地应用在表面贴装技术、通信技术、电源设备、计算机产品等各种电子器件中。近些年来，随着电子元器件不断地向高密度、高频化、片式化、小型化、薄型化、集成化和高品质的方向发展，要求镍锌软磁铁氧体材料的磁特性和损耗特性等技术指标越来越高。
　　对于镍锌软磁铁氧体，若按照使用领域的不同，可以分为:高磁导率镍锌铁氧体、功率镍锌铁氧体和抗电磁干扰镍锌铁氧体，其中，大功率用的镍锌软磁铁氧体（又称电源用铁氧体），主要应用在脉冲磁场变压器、DC-DC转换器、开关用的电源变压器和回扫变压器的电感器件等，该类型的铁氧体不但要求其具有高的饱和磁感应强度Bs（或饱和磁化强度Ms），较低的功率损耗Pcv、较宽的频率特性，并且有良好的温度特性[1]。
　　首先，本文简要的概述了软磁铁氧体的分类，指出了不同软磁铁氧体的差异，其次，简单介绍了镍锌软磁铁氧体的主要的磁性能参数和功率损耗参数和制备工艺技术以及各工艺技术存在的优点和缺点，最后对制备的镍锌软磁铁氧体的性能进行了表征并且分析了Sn4+取代对镍锌铁氧体的影响。
　　本文采用了传统的固相法工艺技术，选用分析纯的Fe2O3、Ni2O3、ZnO为主要原材料，选用分析纯的SnO2为取代试剂，并辅以分析纯的CuO、Al2O3、CaCO3、 TiO2、 V2O5等为添加剂，制备了镍锌软磁铁氧体Ni0.65Zn0.35SnxFe2-xO4(x=0，0.02，0.04，0.06，0.08)。通过对烧结工艺、离子取代等研究，制备出了磁性能相对较高、功率损耗低、温度稳定性较好的优异镍锌软磁铁氧体磁体，使得用这种铁氧体可以在比较苛刻的条件下进行工作。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 软磁铁氧体材料概述

1．1．1 锰锌软磁铁氧体

1．1．2 镍锌软磁铁氧体

1．1．3 其他软磁铁氧体

1．2 镍锌软磁铁氧体材料常用的制备方法

1．2．1 固相法

1．2．2 化学共沉淀法

1．2．3 水热法

1．2．4 溶胶—凝胶法

1．2．5 自蔓延高温合成法

1．2．6 微乳液法

1．3 本论文研究的目的和内容

第二章 镍锌软磁铁氧体的主要参数

2．1 磁性能参数

2．1．1 起始磁导率

2．1．2 饱和磁化强度

2．1．3 矫顽力

2．1．4 磁晶各向异性常数

2．1．5 截止频率

2．1．6 温度稳定性

2．1．7 居里温度

2．2 功率损耗参数

2．2．1 涡流损耗

2．2．2 磁滞损耗

2．2．3 剩余损耗

第三章 固相法制备镍锌软磁铁氧体的工艺设计

3．1 原材料的选取

3．2 球磨工艺

3．3 预烧工艺

3．4 造粒工艺

3．5 成型工艺

3．6 烧结工艺

3．7 磨削加工

第四章 镍锌软磁铁氧体的性能表征

4．1 样品的体密度测试

4．2 样品的XRD测试

4．3 样品的SEM测试

4．4 样品的磁性能测试

4．5 样品的功率损耗测试

第五章 Sn取代对镍锌软磁铁氧体性能的研究

5．1 实验原材料与设备

5．2 实验制备过程

5．3 镍锌软磁铁氧体主配方的选择

5．3．1 Zn含量对镍锌铁氧体(Ni1-xZnxO4)晶体结构分析

5．3．2 Zn含量对镍锌铁氧体(Ni1-xZnxO4)饱和磁通密度的影响

5．3．3 Zn含量对镍锌铁氧体(Nil1-xZnxO4)损耗因数的影响

5．3．4 烧结温度对镍锌铁氧体(Ni0．65Zn0．35Fe2O4)的影响

5．4 Sn取代对镍锌铁氧体微结构和形貌的影响

5．4．1 X射线衍射分析

5．4．2 微观形貌分析

5．5 Sn取代对镍锌铁氧体磁性能的影响

5．5．1 Sn取代对饱和磁化强度的影响

5．5．2 Sn取代对起始磁导率的影响

5．5．3 Sn取代对矫顽力的影响

5．5．4 Sn取代对功率损耗的影响

第六章 结论

参考文献

致谢

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