镍锌铁氧体(NiZnFe2O4)及其工艺.doc

讲34、镍锌铁氧体()及其工艺流程教学目标：熟悉镍锌铁氧体()的工艺流程职业技能教学重点：1添加剂离子取代新课教学：在1~范围内应用最为广泛。使用频率高，带宽。由于Ni离子的生成。电阻率ρ可达10.cm以上。缺点是：Ni资源稀缺，故生产成本高。1、当基本配方中Fe2O3含量接近50mol%μ时，密度随x值的增加而减小，导致μ负值增大而减小；3、随着Ni含量的增加，Fe2O3减少，主要是因为偏离了λs和K1较小的区域所致；4、ZnO含量随使用频率和具体用途的不同而变化。在1MHz以下较低频段使用时，ZnO含量可适当增加，最高可达35%左右；使用频率的提高则需降低ZnO含量，甚至可以低至百分之几（摩尔比）。表10-1列出了一般通信用NiZn铁氧体配方与截止频率的关系：表10-1一般通信用NiZn铁氧体配方（mol％百分比）与截止频率Fe2O3：NiO：ZnO5 0.3：17.5：33.2 50.2：24.9：24.9 50.8：31.7：16.5 51.6：39：9.4 51.1：48.2：0截止频率（MHz）用于大功率高频场（故称高频磁），要求有较高的饱和磁感应强度。

通常比例为60%：40%，即Ni0.6Zn0.2。添加剂的影响1、添加Co2O3添加少量的钴，可以产生感生各向异性，有利于提高截止频率，降低损耗，另一方面由于Co的存在，在μi-T曲线上会出现第二个峰，有利于改善温度特性。为了同时提高温度系数，添加平面六方Co2Y铁氧体（Co2Y==2BaO.2CoO.）很有效。Co2Y的添加主要是Co和Ba离子的作用，Co离子按几何顺序排列，使畴壁稳定在最低能量位置，Ba的半径很大，可以起到钉扎畴壁的作用。2、添加BaOBa，其半径很大。它添加后使局部区域晶格发生畸变，磁晶各向异性常数Ko(n＞1)值有一定增大，从而可以获得平直的μi-T曲线和较低的高频损耗。3、烧结时添加，伴随着Zn离子的挥发，部分Fe被束缚在高价位离子附近，难以参与导电过程。含Sn材料电阻率高，涡流损耗小，可用作高频（0.1-75MHz）电感磁芯。4、添加SiO2和Bi2O3添加Bi2O3主要起降低熔点、致密化作用，Si（0.41A）进入晶格生成Fe，使磁晶各向异性常数改变，导致负温度系数。

若仅添加SiO2，则Si要温度大于1300℃才会进入晶格，高温烧结会使晶粒长大。当SiO2与Bi2O3联合添加时，Si可以在较低温度下进入晶格，同时获得细小的晶粒。叠层片式电感（MLCI）工艺技术的关键是实现软磁铁氧体与纯银内导体材料的共烧结，这就要求软磁铁氧体必须具备低温烧结、高性能的特点。迄今为止，研究最多的是并已成为叠层片式电感（MLCI）广泛应用的磁介质材料。叠层片式电感一般要求采用导电性良好、价格相对低廉的纯银作为内导体。由于纯银的熔点为961℃，为防止银的扩散引起内导体电阻率的增大和Ag扩散诱发的Cu偏析引起的磁性能恶化，要求烧结温度尽可能低。它是由在此基础上引入的第三种组分CuO构成的。 CuO对实现体系材料的低温烧结，保证片式电感全Ag内电极的实现起着关键作用。不同CuO含量的各配方的正烧结温度(体积密度达到最大值时的最低烧结温度)。可以看出CuO对降低烧结温度有明显的效果，当CuO增加到x=0.275时，烧结温度降至960℃；当x进一步增加时，烧结温度不再降低。

主要原因有两点：Cu与铁氧体中的其他组分在烧结过程中形成低共晶，导致在较低温度下出现液相，进而通过液相传质和粘结促进烧结。2、形成固溶体。烧结过程中CuO会进入晶格形成尖晶石固溶体，其烧结机理为过度液相烧结，有利于获得具有优良电磁性能和力学性能的材料。固溶体主晶相中的Cu一般进入八面体，由于多排正八面体晶场的作用，Cu周围的晶格发生变化，导致整个晶格发生畸变，这样也能促进烧结，降低烧结温度。另外，不排除Cu的情况。氧空位的存在也有利于离子扩散，加速晶格生长，促进烧结，提高致密度。因此CuO的增加大大改善了烧结性能，明显降低了烧结温度。但当加入较多的CuO时，Cu2+固溶引起的晶格弹性增大，Cu2+难以继续溶解到晶格中，而是残留在晶界处与其他组分形成玻璃相。晶界处的玻璃相不能因CuO的不断加入而继续降低烧结温度，因此烧结温度的降低有一定的限度(约960℃)。当加入一定量的Bi2O3时，烧结温度可降至870~902℃。