论文部分内容阅读
C02Z型软磁铁氧体由于具有起始磁导率高、共振频率高、品质因数高、热稳定性好、损耗低等优点,成为在甚高频段(300MHz～1GHz)使用的理想材料。本文通过熔盐法制备C02Z平面六角铁氧体,研究了不同离子取代及铁含量对预烧磁粉及烧结磁芯结构及磁性能的影响：通过两步法制备了Co2Z六角铁氧体磁芯,研究了不同原料及离子取代对烧结体高频性能的影响。具体研究内容如下：用熔盐法制备了Ba3C0(2-x)Fe(24+X)041(0≤x≤0.4)铁氧体磁粉,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)对其结构、形貌及磁性能进行了分析。结果显示,所有预烧磁粉主相均为Z相,磁粉颗粒表面光滑,具有典型的平面六角结构。磁粉的矫顽力随着x的增加先减小后增大,在x=0.3时矫顽力(Hc)取到最小值；饱和磁化强度(Ms)随着离子取代量x的增加变化不大。为了研究配方中铁含量的不同对C02Z六角铁氧体性能的影响,利用熔盐法制备了Ba3Co1.6Fe(2n+0.4)O41(10.8≤n≤12.0)铁氧体磁粉。SEM分析表明,随着配方中铁含量n的减小,片状磁粉颗粒的厚度逐渐减小,平面尺寸逐渐增大。在相同预烧温度下,Hc随着n的减小逐渐减小；Ms随着预烧温度及铁含量的变化不明显。将预烧磁粉与粘结剂混合后压制成环形样品,分别在空气和富氧环境下烧结后研究其高频磁特性。铁含量相同时随着烧结温度的升高,烧结体的磁导率逐渐增大；起始磁导率随着铁含量的增加先增大再减小,当n=11.6时,起始磁导率取到最大值;在保证磁粉Z相纯度的前提下,磁粉的预烧温度越低,烧结后磁芯的磁导率越大。利用熔盐法在空气和富氧环境下预烧制备了Ba3Co1.7Fe(23.5-2x)(ZnTi)xO41(0.80≤X≤0.95)铁氧体磁粉,研究Zn2+和Ti4+取代Fe3+对Co2Z铁氧体性能的影响。预烧温度为1250℃和1280℃时,磁粉具有明显的六角片状结构,且随着离子取代量x的增加,颗粒尺寸先增大再减小,当预烧温度升至1300℃时,磁粉颗粒厚度增加明显,不再具有明显的片状结构。在x=0.80,0.85,预烧温度1280℃时制得的磁粉矫顽力较小,因此将这部分磁粉压制成磁芯,研究烧结后的高频磁特性。烧结后的磁芯主相为Z相,有少量杂质存在。发现x=0.80时起始磁导率较大,,最大值达到21。在磁导率虚部的曲线上,400-900MHz之间存在一个由畴壁位移引起的较宽的共振峰,而在1.5-3GHz之间的肩膀峰是由自然共振引起的。由前面研究得知,在Fe2+取代Co2+的量x=0.3,铁含量n=10.8时,制得的磁粉及磁芯的性能最佳,在此基础上利用两步反应法制备Ba3Co1.7Fe21.9O41和Ba1.5Sr1.5Co2Fe21.6O41铁氧体磁芯。原料在1080℃下预烧后的磁粉,由XRD分析可知为M相和Y相的混合物,预烧磁粉的磁滞回线呈现“蜂腰”形,也说明了磁粉是由硬磁M相和软磁Y相组成的混合物。磁粉与粘结剂混合后压制成磁芯后烧结,发现烧结体的磁导率随着烧结温度的升高而降低；配方Ba3Co1.7Fe21.9O41的磁芯,烧结气氛对磁导率影响不大,采用α-Fe2O3做原料时,磁导率较大;对于配方Ba1.5Sr1.5Co2Fe21.6O41的磁芯,在空气中烧结时磁导率较大。