探索镍锌功率铁氧体材料的制备方法及其性能研究

探索镍锌功率铁氧体材料的制备方法及其性能研究

概括：

镍锌软磁铁氧体是电子信息产业中广泛应用的基础功能材料。本论文旨在获得一种具有优异的抗热震性和高机械强度的镍锌功率铁氧体材料，同时保证其具有优异的磁性能，如高的起始磁导率μi、高的电阻率ρ、高的烧结密度、低的温度系数αμi和低的磁损耗tanδ/μi。通过调整工艺条件、选择合适的掺杂，获得一种具有优异的抗热震性和高机械强度的镍锌铁氧体材料的制备方法，并对影响铁氧体磁芯材料抗热震性和机械强度的因素及机理进行了研究分析。本论文具体研究内容主要包括以下几个方面：1、研究了固相反应法的基本工艺参数，如球磨时间、预烧结温度、烧结升温速率等，探究能使镍锌材料磁性能达到最佳的反应条件。 实验结果表明:当第一次磨削时间为6h,预烧温度为1000℃,第二次磨削时间为12h,烧结升温速率为2℃/min时,各项磁性能参数均能达到较好的值。2.分别研究了-、-、CaO-WO_3、WO_3-复合掺杂对镍锌铁氧体磁性能参数和微观结构的影响,根据实验结果调整掺杂量及掺杂比例,同时确定最佳烧结温度,使镍锌铁氧体的磁性能达到工程指标:μi≥600、Bs≥400mT、tanδ/μi≤150、αμi≤0.01℃-1。 实验发现加入适量的-组合可以降低烧结温度、改善材料的微观结构、提高其高频特性;加入适量的-组合可以在降低其磁损耗的同时使磁导率保持在较高的值;适量的CaO-WO_3组合可以降低损耗、细化晶粒、使晶粒尺寸均匀、提高烧结致密度;加入适量的WO_3-组合可得到致密度好、磁损耗低的镍锌功率铁氧体。3.对镍锌铁氧体材料的热震断裂损伤机理和机械强度进行了理论分析与研究。讨论了可能影响热震和机械强度的因素,并制定了相应的实验方案。通过大量的实验,总结了镍锌铁氧体热震裂纹产生的原因和机械强度的变化规律。研究发现选择合适的烧结温度和添加剂可以提高材料的抗热震性和机械强度; 从微观角度看，这些条件的变化直接影响材料晶粒的大小及均匀性、孔隙的数量及分布、晶界的数量及厚度，从而改变材料的宏观性能；从热力学角度看，NiZn铁氧体的抗热震性与热导率、热扩散系数成正比。

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