软磁铁氧体材料的磁特性参数及其改善措施
2016-05-24
1.起始磁导率
µI=lim_(△H→0){△B/△H}
2.磁损耗品质因素:Q=ωL / R;
损耗角正切:tanδ=1/Q;
比损耗系数: tan /µi =1/µi·Q
一般材料µi· Q =常数.
3.温度稳定性温度系数:αμ
比温度系数:αu/µi
4.减落反映材料随时间的稳定性
5.磁老化
6.截止频率fr由于畴壁或自然共振, 迅速下降致所对应的频率点 ,衡量材料应用频率的上限. 一、起始磁导率的理论概述:
微观机理: 可逆畴转,可逆畴壁位移
µi = µi 转+ µi位
对于一般烧结铁氧体:
1.如内部气孔较多,密度低,壁移难, µi 转为主;
2.如晶粒大,气孔少,密度高,以壁移为主.
磁化的难易程度决定于磁化动力(MsH)与阻滞之比,比值高则易磁化;反之难磁化.
二、理论上提高磁导率的条件:
1.必要条件:
1>.Ms要高( ∝Ms2 );
2>.k1, λs→0;
2.充分条件:
1>.原料杂质少, ;
2>.密度要提高 ( P ↓),即材料晶粒尺寸要大( D↓);
3>.结构要均匀 (晶界阻滞↓);
4>.消除内应力 s·σ ↓ ;
5>.气孔↓,另相↓ (退磁场↓)
三、提高µi 的方法
(一)提高材料的Ms
尖晶石铁氧体 Ms = | MB - MA|
1.选高Ms的单元铁氧体
如:MnFe2O4(4.6--5 µB); NiFe2O4 (2.3 µB)
2.加入Zn,使MAs降低
另外:
CoFe2O4 (3.7 µB)磁晶各向异性
Fe3O4(4 µB) 电阻率低,K也较大
Li0.5Fe2.5O4(2.5 µB)
烧结性差,10000C, Li挥发
(二).降低 k1和s
1.选L=0的单元铁氧体; MnFe2O4 , Li0.5Fe2.5O4, MgFe2O4
2.选择L被淬灭; NiFe2O4 ,CuFe2O4
3.离子取代降低k1, λs
1>.加入Zn2+,冲淡磁性离子的磁各向异性
2>.加入Co2+:一般铁氧体k1<0, Co2+的k1>0,正
负k补偿;
3>.引入Fe2+,Fe2+在MnZn表现为正k,可正负补
偿调整k;
4>.加入Ti4+, 2Fe3+ Fe2++Ti4+;
5>高磁导率的成分范围
(三).显微结构:
1.结晶状态: 晶粒大小、完整性、均匀性;
2.晶界状态: 厚薄、气孔、另相;
3.晶粒内气孔,另相: 大小、多少和分布;
4. 高µ材料:大晶粒,晶粒均匀完整,晶界薄,无气孔和另相
(四).内应力对µ的影响:
1>.有磁化过程中的磁致伸缩引起,它与s 成正比;
2>.烧结后冷却速度太快,晶格应变和离子、空位分布不均匀而产生畸变;
3>.由气孔、杂质、另相、晶格缺陷、结晶不均匀等引起的应力,与原材料纯度和工艺有关。