锰锌软磁铁氧体材料制备和研究新进展综述:目前,国内外制备锰锌铁氧体材料的主要方法和研究进展包括传统干法工艺(陶瓷工艺)和湿法工艺。 并指出了各种制备方法的优缺点。 认为煅烧条件的控制和产品粒径的分布是影响材料磁性能的重点研究方向。 关键词:锰锌铁氧体制备研究与开发:锰锌铁氧体又称磁性陶瓷,是一种具有尖晶石结构的软磁铁氧体材料。 与同类型金属磁性材料相比,具有电阻率高、涡流损耗低等特点。 由于其具有高磁导率、低矫顽力、低功率损耗等物理和化学特性,在电子工业中得到广泛应用,主要用于制造高频变压器、电感器、录音磁头和噪声滤波器等。电子工业的发展,对磁性材料的性能要求越来越高。 制备适合不同场合的高质量磁性材料的研究日益引起人们的关注。 为了推动该领域的研究进展,结合笔者近年来的研究工作实际,从不同角度综述了国内外制备锰锌铁氧体磁性材料的研究进展。 锰锌铁氧体的性能特点作为软磁铁氧体材料,锰锌铁氧体性能的基本要求是初始磁导率和导电温度系数要小,以适应温度变化。 同时矫顽力要小,这样才能在弱磁场中磁化,并且容易退磁。 另外,比损耗因数小,电阻率高。 这种材料损耗小,适合频率应用。
与磁性金属材料相比,锰锌铁氧体虽然具有电阻率低、涡流损耗低的优点,但也存在饱和磁感应强度低、导磁率低、居里点低、磁导率低的缺点。 由于温度系数高的缺点,提高锰锌铁氧体磁性能的研究日益受到广泛关注。 提高锰锌铁氧体磁性能的主要途径是从两个方面来提高锰锌铁氧体的磁性能:一是调整材料的化学成分比例,包括各种稀土元素的添加; 二是尽量调整材料粒度和外观。 有关研究表明,配方中Fe30含量为53~63.5m时,有利于降低磁致伸缩系数,增加磁导率; 另外,晶粒尺寸越大,晶界越整齐,材料的初始磁导率越低。 也比较高; 通过控制制备条件,增大晶粒尺寸,同时降低空隙率,是人们追求的目标; 材料的结构特点中的平均粒径是晶粒粗大,晶界明显,密度高,孔隙率低,磁性能好; 晶粒的大小也影响矫顽力的大小。 晶粒越大,矫顽力越小,有利于材料的应用。 此外,铁氧体中的孔隙一方面阻碍磁畴壁的移动,另一方面减少涡流损耗。 一般来说,气孔率高的铁氧体损耗较小,但导磁率降低。 锰锌铁氧体的制备方法锰锌铁氧体磁性材料的制备方法主要有传统的干法和湿法。 干法工艺也称为陶瓷工艺。 它基于氧化铁 (Fe2O3)。 将氧化锌(ZnO)和氧化锰研磨、干燥、造粒,得到锰锌铁氧体颗粒。 将颗粒成型并烧结。 干法工艺的关键环节是煅烧、研磨、烧结,直接影响锰锌铁氧体颗粒的质量。 材料的颗粒形状、粒度分布等微观结构影响所得锰锌铁氧体的磁性能。
...049O4 磁性的影响。 认为通过该材料煅烧得到的样品具有较高的磁导率和较低的损耗系数。 还有人研究了烧结温度对锰锌铁氧体磁性能的影响。 他们认为:锰锌铁氧体的磁化强度和磁导率随着烧结程度的增加而增加,而烧结体的密度取决于烧结温度和合成锰锌铁氧体所用的原料。 烧结过程中,如果温度过高,氧化锌会蒸发,导致锰锌铁氧体的导磁率下降; 烧结温度太低,固相反应不完全,性能达不到要求。 干燥工艺简单,成分易于调整。 该方法的缺点是:原料的物理性质差异较大,难以混合均匀,所得产品的性能不稳定; 高温煅烧,能耗高,飞粉严重,生产环境恶劣; 必须对其进行研磨和加工。 会引入杂质污染,对原材料要求高,生产成本高。 湿法工艺生产的锰锌铁氧体材料的均匀性较差。 因此,近20年来,人们越来越倾向于使用新的化学方法,即湿法工艺。 利用该方法合成了高性能锰锌铁氧体材料。 湿法合成的锰锌铁氧体成分均匀,粉末烧结活性高,因此越来越受到人们的关注。 主要的湿法工艺包括共沉淀、水热、溶胶-凝胶/溶胶-沉淀、喷雾燃烧、超临界和自蔓延高温合成共沉淀。 共沉淀法结合了铁、锰和锌。 配制溶液,然后通过添加沉淀剂沉淀铁、锰和锌。 由于沉淀剂不同,衍生出/中和共沉淀法、碳酸盐共沉淀法和草酸盐共沉淀法。
共沉淀法的技术关键是保证共沉淀完全,并保证沉淀物具有良好的过滤性能。 前者是配方准确、粉体成分均匀的基础,后者是生产效率和质量的保证。 因此,混合金属离子的总浓度、共沉淀的温度、pH值和沉淀剂的添加量是共沉淀法制备锰锌铁氧体的关键环节。 李自强等人采用该工艺制作的铁氧体材料ZnO=53.80:33.20:13.00m的性能已达到日本TDK公司的PC40水平。 将池溶解在含有H2O2的酸性溶液中,加入铁粉除去汞,然后加入由氨水和碳酸氢铵组成的沉淀剂,调节溶液的pH值,使铁、锰、锌完全沉淀,最后共沉淀。 -沉淀所得粉末进行煅烧,得到平均粒径为22.4nm的锰锌铁氧体。 按一定比例的硫酸锌,然后加水混合,用NaOH调节溶液的pH值至10以上,使铁、锰、锌金属离子沉淀,用空气搅拌,将金属离子沉淀氧化为锰同时锌铁氧体。 通过选择合适的条件,可以将锰锌铁氧体的粒度控制在OLm以下。 其他人报道了使用铁、锰和锌金属离子的氯化物、氧化物或硝酸盐水热合成氢氧化锰。 [锰OH摩尔量/Zn摩尔量]en-水热时间为2小时时,得到的锰锌铁氧体尖晶石比值最高。 NaOH沉淀金属硫酸盐水热合成锰锌铁氧体磁性晶粉的条件为:温度200~220e,介质pH值7~12。 响应时间稍短,一般2小时即可保证完整合成。
C.ath 等人。 用氨水沉淀金属氯化物,水热合成粒度为12纳米的锰锌铁氧体(Mn0。该值对锰锌铁氧体的制备起着重要作用;pH值太低,沉淀不完全,pH值太高会造成Zn损失,理想的pH值为10左右。以废锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体时,方法是:溶解废锌锰铁氧体。将电池放入含有H2O2的酸性溶液中,加入铁粉脱汞,以氨水为沉淀剂,通过控制pH值、水热温度和水热时间制备平均粒径为20.1nm的锰、锌、铁和氧。水热反应的特点是锰、锌、铁与氧之间的反应是在一定水压平衡的高温高压釜中进行的,反应条件比较苛刻。 水热法的特点是:无需高温煅烧和球磨即可直接获得结晶良好的粉末,并且可以避免粉末团聚、杂质和结构缺陷。 ,粉末具有较高的烧结活性。 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是近年来发展起来的低温烧结合成致密微球磁性材料的方法。 工艺简单,得到的产品化学性质良好。 均匀度比较高。 其过程如下:将铁、锰、硝酸盐或其他金属离子的盐类与去离子水按一定比例混合形成溶液,并在混合溶液中加入胶凝剂,形成胶体悬浮液——即溶胶。 ,将溶胶脱水形成粘稠凝胶,然后将凝胶干燥并煅烧铁氧体。 采用柠檬酸凝胶法和传统陶瓷法制备了相同成分的锰锌铁氧体材料。 研究发现:溶胶-凝胶法胶合法制备的锰锌铁氧体具有高度的化学均匀性和粒度一致性,使得制备的锰锌铁氧体具有低功耗、低矫顽力和高饱和磁通量密度。
其方法是将铁、锰、锌的金属盐溶液通过喷嘴雾化,然后送入高温反应釜,使溶液中的水分挥发,铁、锰、锌被氧化,直接得到锰锌铁氧体。 以 Ochia 的盐溶液为原料。 该方法用于制备商业锰锌铁氧体。 该方法提高了铁氧体的均匀性,省去了烧结环节。 生产的铁氧体磁性能良好,但存在设备腐蚀。 、环境污染问题严重 超临界法 超临界法是指用有机溶剂代替水作为溶剂。 在水热反应器中,采用超临界液体干燥法在超临界条件下合成锰锌铁氧体微粉。 与水热法和共沉淀法相比,发现超临界流体干燥法制备的微粉在晶形、粒径、粒度分布和磁性能。 微粉比较好。 结果表明,超临界液体干燥法制备的微粉粒径分布更加均匀,比表面能更小,不易团聚。 自蔓延高温合成法(SHS)又称燃烧合成法,是近年来发展起来的材料制备方法。 其最大的特点是利用反应物内部的化学能来合成材料。 即原料一旦被点燃,燃烧反应就可以自持,一般不再需要补充能量。 整个工艺极其简单,能耗低,生产率高,产品纯度高。 同时,由于燃烧过程中的温度梯度和速率,很容易获得亚稳态相。 原料中铁粉含量和粉末粒度直接影响燃烧温度和速度。 铁含量的增加导致燃烧温度和速度的增加。
铁粉粒度增大会导致燃烧温度和速度降低。 该方法减少了铁氧体化步骤,降低了能耗,缩短了合成时间,提高了生产效率,具有广阔的应用前景。 除上述方法外,其他方法还有冷冻干燥、微乳液等制备锰锌铁氧体的方法。 此外,还有人报道了利用高能球磨制备锰锌铁氧体的方法。 其特点是:将铁、锰、锌金属的氧化物、氢氧化物或碳酸盐在室温下球磨直接制备锰锌铁氧体。 锰锌软磁铁氧体的发展趋势: 4.1 向高磁导率方向发展 随着近年来信息产业的快速发展,传统的锰锌软磁铁氧体材料的性能已不能满足新兴IT技术的要求,而高磁导率材料的发展为新兴技术的实现提供了可能。 此外,高磁导率材料在抗电磁场干扰方面的独特优势也决定了锰锌软磁铁氧体的发展趋势。 随着电子产品向高频、高速、高组装密度方向发展,各种电子和电力线路中必须使用电磁能,以满足抗电磁干扰和电磁兼容的要求。 高性能锰锌软磁铁氧体的主要特点是初始磁导率极高,可以大大减小磁芯尺寸,提高工作频率。 4.2 向纳米晶软磁锰锌铁氧体发展随着信息技术、通信技术、新型绿色照明和变频技术的发展,材料也向高频、低磁导率、低损耗方向发展。
纳米锰锌铁氧体不仅具有低损耗、高磁导率、高工作频率、高电阻率等优点,而且还具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面界面效应等,具有成为磁性材料领域的热门话题。 研究的重点。 结论锰锌铁氧体作为一种高性能磁性材料,广泛应用于机电、无线电通讯等行业。 广泛深入地研究适合不同领域的锰锌铁氧体的制备方法,是每一位致力于磁性材料研究的科研人员都十分关心的课题。 锰锌铁氧体的成分、颗粒形状和粒度分布不同,所得产品的性能也不同; 煅烧和烧结条件的控制是控制产品质量的关键; 各种添加剂的添加都会对锰锌铁氧体的性能产生重大影响。在未来相当长的一段时间内,湿法工艺的研究,特别是水热法和溶胶凝胶法的深入研究和改进将得到广泛应用。准备的关键