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宽频高导锰锌铁氧体是抗电磁干扰的基础材料。随着通讯、计算机技术的发展,铁氧体产量大量增加。在锰锌铁氧体的制备和加工过程中,会产生大量的废料。如果将这些废料回收利用,制备出高性能的铁氧体,将会产生巨大的经济和环境效益。本课题利用低功耗锰锌铁氧体废料为原料,在已有研究的基础上,由湿法工艺制备的锰锌铁氧体共沉淀粉料,经配料、预烧、掺杂球磨、造粒、压制和烧结等过程,制备出宽频高导锰锌铁氧体样环。主要完成了以下两方面的研究工作:
1)研究了粉料化学组成和物理性能对铁氧体磁性能的影响,结果表明:配方是制备高性能锰锌铁氧体的基础,其中Fe2O3和ZnO的含量会影响铁氧体的内禀特性如饱和磁化强度Ms、磁晶各向异性常数K1和磁滞伸缩系数λs等,进而影响初始磁导率μi、频率特性等宏观磁性能,优化后的主配方是Fe2O3:MnO:ZnO=52.8:24.2:23.0;粉料纯度的高低会影响铁氧体的初始磁导率和频率特性,Ca、Si含量高的粉料制备的铁氧体初始磁导率小,但频率特性更好;有效的添加剂是改善磁性能的重要因素,适量掺入MoO3、Bi2O3、V2O5可以促进晶粒生长,适量SnO2可以从晶格中置换出适量的Fe2+离子,补偿铁氧体的磁晶各向异性常数,提高起始磁导率;预烧可以改变粉料的晶相组成和形貌结构,进而影响铁氧体的磁性能,优化后的预烧温度为850～900℃;预烧粉粒径影响铁氧体的烧结活性,通过球磨可以促进烧结活性,提高初始磁导率,球磨后最佳的粉料粒径为1μm左右。
2)在烧结理论的指导下,研究了烧结制度对锰锌铁氧体微观结构和磁性能的影响。结果表明:合适的烧结温度可以得到晶粒大、晶界直、气孔少的铁氧体,从而获得高磁导率;而烧结气氛会影响铁氧体的相组成,对铁氧体性能影响很大,烧结时必须控制一定的平衡气氛;经过多次的实验探索,确定了一条合适的烧结工艺曲线。
在优化了上述的配方、预烧、球磨、掺杂及烧结工艺后,制备出了初始磁导率达10000,频率到150 KHz时磁导率基本不减小的铁氧体材料,其各方面的性能相当于台湾越峰公司的A102材料。