磁性陶瓷材料

磁性陶瓷材料
● 铁氧体是一种非金属磁性材料,又称磁性陶瓷。早在我国春秋战国时代就有“慈石召铁”的记载。其中所谓的“慈石”就是现代称之的磁铁矿石,也就是铁氧体的一种,其主要成分是Fe3O4,可以称其为天然的铁氧体。人类研究铁氧体是从20世纪30年代开始的,至今已有70多年历史了。早期有日本、荷兰等国家对铁氧体进行了系统研究,于20世纪40年代开始有软磁铁氧体的商品问世。在第二次世界大战期间,由于无线电、微波、雷达和脉冲技术的飞速发展,迫切需要能由于高频段,并具有损耗低的新型磁性材料。当时的金属磁性材料由于存在严重的趋肤效应和涡流损耗,而无法使用。铁氧体基本上是绝缘体,电阻率高,涡流损耗小,在当时得到了迅速的研究和开发。20世纪50年代是铁氧体蓬勃发展的时期。1952年磁铅石型硬磁铁氧体研制成功。1956年又在此晶系中开发出平面型的超高频铁氧体,同时发现了含稀土元素的石榴石型铁氧体,从而形成了尖晶石型、磁铅石和石榴石型三大晶系铁氧体材料体系。应该说铁氧体的问世,是强磁性磁学和磁性材料发展史上的一个重要里程碑。至今铁氧体磁性材料已在广播、通讯、收音机、电视、音像技术、电子计算机技术、自动控制、雷达、宇航与卫星通讯、仪器、仪表、印刷、显示以及生物医学、光电子技术等众多高技术领域得到了广泛应用。天津烟草网上营销平台
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尖晶石型铁氧体
磁铅石型铁氧体
从化学组成上看,铁氧体是由铁族离子、氧离子及其他金属离子所组成的复合金属氧化物。但也有少数不含铁的磁性氧化物,近年来显示出明显的科学意义和高新技术方面的应用前景。
2.铁氧体磁性材料的种类和应用--《功能陶瓷材料》
铁氧体材料分为软磁、硬磁、旋磁、矩磁和压磁等五类。
(1)软磁铁氧体材料这类铁氧体是最先得到广泛运用的,也是日常生活中人们经常接触到的。所谓软磁铁氧体材料是指在较弱的磁场作用下,很容易被磁化也容易被退磁的一类铁氧体材料。其典型的代表是锰锌铁氧体Mn-ZnFe2O4,如图《
镍锌铁氧体Ni-ZnFe2O4,如图O动力风
其次是锂锌铁氧体和镍铜铁氧体等。在晶体结构上,软磁铁氧体有两种。一种是由氧离子和金属阳离子组成的尖晶石结构的金属氧化物,其导电性属半导体,电阻率在102~1012Ω.m之间。它的涡流损耗很小,是很适合在高频段使用的磁性材料之一。通过改变各种金属元素的比例或加入少量某些元素以及调节制备过程,可以得到性能不同、分别适于在各种线路设计中应用的铁氧体。软磁铁氧体材料的
化学成分和制备过程从20世纪30年代以后不断有所发展。目前国际上成批生产的有三四十个品种。全世界铁氧体软磁材料的年生产量在万吨以上。这一类铁氧体被应用的数量最大、经济价值最高。收音机里的天线磁芯和中频变压器磁芯(一般是镍-锌铁氧体)以及电视接收机里的回扫变压器磁芯(一般是镍-锌铁氧体)都大量使用软磁铁氧体成品。作为有线电讯中的增感器、滤波器等的磁芯,使用也很广泛。近年来,在高频磁记录换能器(磁头)中的应用也很广泛。
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(2)永磁铁氧体材料永磁铁氧体是铁氧体材料里的又一个重要分支。它是相对于软磁铁氧体材料而言的。指材料被磁化后不易退磁,而能长期保持磁性的铁氧体材料。钡铁氧体,如图
(主要成分BaFe12O19)研制成功后,20世纪50年代后被制成至今被大量使用的永磁铁氧体主要有钡铁氧体BaFe12O19-。这种铁氧体材料作为永磁材料使用,才真正成了能与合金永磁材料较量优劣的新品种。高要市第二中学
永磁铁氧体在工业、农业、医疗等领域中有了十分广泛的应用。用永磁铁氧体制成的永磁电动机,在小轿车中大约有十四处被使用,在汽车的刮雨器、通风器、玻璃窗的升降器以及车灯用的交流发电机等,全是永磁铁氧体材料制作而成的。
(3)旋磁铁氧体材料又称微波铁氧体。在高频磁场作用下,平面偏振的电磁波在铁氧体中按一定方向传播时,偏振面会不断绕传播方向旋转的铁氧体材料。主要有多晶型的和单晶型的两大类。单晶型的现不常用。多晶型的,按结构分,主要有:(1)尖晶石型,如MgFe2O4系、NiFe2O4系、LiFe系、Mg-Mn-Al系、Nb-Co-A1系、Li-Zn-Ti-Co系等;(2)石榴石型,如Y3F5O12、Y-Al系、Y-Gd系、Y-Gd-Al系等;(3)磁铅石型,如BaFe12O19等。具有铁磁共振线宽小、自旋波共振线宽大、在低频段,饱和磁化强度低和磁晶各向异性常数小、介质损耗低、稳定性高等性能。采用电子陶瓷工艺,热压烧结或氧气氛中烧结制造而成。主要用于制作毫米波铁氧体器件。
(4)矩形铁氧体材料具有矩形磁滞回线、剩余磁感强度Br和工作时最大磁感应强度Bm的比值,即Br/Bm接近于1和矫顽力较小的铁氧体材料。主要有两大类:一类是常温矩磁铁氧体材料,如Mn-Mg系
cfl、Mn-Zn系、Cu-Mn系和Cd-Mn系等;另一类是宽温(-50~150℃)矩磁材料,如Li系(Li-Mn、Ni、Cu、Zn 等),Ni系(Ni-Mn、Zn、Cd等)。大量使用的矩磁铁氧体主要是Mn-Mg系和Li系铁氧体材料。这类材料具有磁性记忆功能,极高的可靠性。主要用于电子计算机随机存取的记忆装置。还可作为磁放大器、变压器,脉冲变压器等使用。用这类材料作为磁性涂层可制成磁鼓、磁盘、磁卡和各种磁带等
各种铁氧体的主要特性和应用范围比较

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