軟磁鐵氧體材料

以Fe2O3為主制成的材料軟磁鐵氧體材料01產(chǎn)品介紹分類軟磁鐵氧體的損耗特性要求磁特性參數(shù)及其改善措施改善性能的方法目錄030502040607粉料的制備的發(fā)展趨勢(shì)研究的歷史中國磁性材料市場(chǎng)目錄0908010基本信息當(dāng)磁化發(fā)生在Hc不大于1000A/m，這樣的材料稱為軟磁體。軟磁鐵氧體是以Fe2O3為主成分的亞鐵磁性氧化物，采用粉末冶金方法生產(chǎn)。產(chǎn)品介紹產(chǎn)品介紹軟磁材料的矯頑力很低，在磁場(chǎng)中可以反復(fù)磁化，當(dāng)外電場(chǎng)去掉以后獲得的磁性便會(huì)全部或大部分消失。軟磁鐵氧體采用粉末冶金方法生產(chǎn)，有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等幾類，其中Mn-Zn鐵氧體的產(chǎn)量和用量最大。軟磁鐵氧體分為以下九種：純鐵和低碳鋼、鐵硅系合金、鐵鋁系合金、鐵硅鋁系合金、鎳鐵系合金、鐵鈷系合金、軟磁鐵氧體、非晶態(tài)軟磁合金、超微晶軟磁合金。特性要求特性要求要求：四高----µi、Q、fr、穩(wěn)定性(M、DF);特點(diǎn)：容易獲得磁性也容易失去,主要用于高f弱場(chǎng)分類按材料應(yīng)用性能尖晶石型;立方晶系;分類尖晶石型;立方晶系;石榴石型：體心立方型磁纖石型：六角晶系按材料應(yīng)用性能(1)、高磁導(dǎo)率材料(µi=2000--4104)：低頻、寬頻帶變壓器及小型脈沖變壓器(2)、低損耗材料：電源磁芯,高功率場(chǎng)合;(3)、低損耗高溫定性材料:通信濾波器磁芯;(4)、高頻大磁場(chǎng)材料：空腔諧振器、高功率變壓器等(5)、功率鐵氧體（高Bs）材料：開關(guān)電源及低頻功率變壓器(6)、高密度記錄材料：用做錄音,錄象磁頭;(7)、波吸收體材料：吸收電磁波能量，廣泛應(yīng)用于抗干擾電子技術(shù)磁特性參數(shù)及其改善措施提高磁導(dǎo)率的相關(guān)理論及方法磁特性參數(shù)磁特性參數(shù)及其改善措施磁特性參數(shù)1.起始磁導(dǎo)率µI=lim_(△H→0){△B/△H}2.磁損耗品質(zhì)因素：Q=ωL/R;損耗角正切：tanδ=1/Q;比損耗系數(shù):tan/µi=1/µi·Q一般材料µi·Q=常數(shù).3.溫度穩(wěn)定性溫度系數(shù)：αμ比溫度系數(shù)：αu/µi4.減落反映材料隨時(shí)間的穩(wěn)定性5.磁老化6.截止頻率fr由于疇壁或自然共振,迅速下降致所對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn),衡量材料應(yīng)用頻率的上限.提高磁導(dǎo)率的相關(guān)理論及方法一、起始磁導(dǎo)率的理論概述:微觀機(jī)理:可逆疇轉(zhuǎn)，可逆疇壁位移µi=µi轉(zhuǎn)+µi位對(duì)于一般燒結(jié)鐵氧體：1.如內(nèi)部氣孔較多,密度低,壁移難,µi轉(zhuǎn)為主;2.如晶粒大,氣孔少,密度高,以壁移為主.磁化的難易程度決定于磁化動(dòng)力(MsH)與阻滯之比,比值高則易磁化;反之難磁化.二、理論上提高磁導(dǎo)率的條件:1.必要條件：1>.Ms要高(∝Ms2);2>.k1,λs→0;軟磁鐵氧體的損耗磁損耗分類磁損耗產(chǎn)生原因軟磁鐵氧體的損耗磁損耗產(chǎn)生原因軟磁材料在弱交變場(chǎng),一方面會(huì)受磁化而儲(chǔ)能,另一方面由于各種原因造成B落后于H而產(chǎn)生損耗,即材料從交變場(chǎng)中吸收能量并以熱能形式耗散。磁損耗分類非共振區(qū)（損耗較?。?1>.渦流損耗;由于電磁感應(yīng)引起渦流而產(chǎn)生。一般鐵氧體ρ很高時(shí),可忽略渦流損耗;對(duì)高μ材料，由于Fe^2+含量較高，（ρ=10^-2～10Ωm），渦流損耗較大。降低渦流損耗的有效方法是:提高ρ(晶粒內(nèi)部的ρ,晶界的ρ)2>.磁滯損耗;是指軟磁材料在交變場(chǎng)中存在不可逆磁化而形成磁滯回線，所引起材料損耗，大小正比于回線面積.原因:不可逆的壁移,使B落后于H.降低損耗的方法:1）低場(chǎng)下,防止不可逆磁化過程產(chǎn)生,降低損耗與提高µi的方法一致;但同時(shí)應(yīng)注意防止不可逆壁移的出現(xiàn)改善性能的方法改善性能的方法1.原材料：純度高、活性好、雜質(zhì)少,對(duì)MnZn材料而言粒度最好在0.15～0.25µm范圍內(nèi)。特別注意半徑較的大雜質(zhì)混入；2.配方除滿足高M(jìn)s，更重要是滿足k1≈0,λs≈0；一般當(dāng)要求µi在5000以下時(shí),可以加入必要的添加劑如CaO,TiO2,LaO,CuO,Bi2O3,B2O3,BaO,V2O5,ZrO2等，以改善損耗特性及其它性能的作用；3.保證獲得高密度及優(yōu)良顯微結(jié)構(gòu)，造成磁化過程以壁移為主。用二次還原燒結(jié)法和平衡氣氛燒結(jié)法是獲得穩(wěn)定優(yōu)良性能必不可少的條件；4.采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囘M(jìn)一步改善顯微結(jié)構(gòu)性能，促使均勻化，消除內(nèi)應(yīng)力，調(diào)節(jié)離子、空位的穩(wěn)定分布狀態(tài)。粉料的制備1共沉淀法制備鐵氧體微粉2溶膠-凝膠法3水熱法4超臨界法粉料的制備1共沉淀法制備鐵氧體微粉化學(xué)共沉淀法制備鐵氧體微粉是選擇一種合適的可溶于水的金屬鹽類,按所制備材料組成計(jì)量,將金屬鹽溶解,并以離子狀態(tài)混合均勻,再選擇一種合適的沉淀劑,將金屬離子均勻沉淀或結(jié)晶出來,再將沉淀物脫水或熱分解而制得鐵氧體微粉。因此化學(xué)共沉淀法是一種最經(jīng)濟(jì)的制備鐵氧體微粉的方法。由于其所制備的粉體微粒具有純度高,粒度分布均勻,活性好等特點(diǎn),使之近年來得到深入研究及廣泛應(yīng)用。共沉淀法按其沉淀劑的不同可分為：碳酸鹽、草酸鹽和氫氧化物等若干種方法。1）氫氧化物共沉淀法這種方法可分為中和法和氧化法。中和法就是將三價(jià)鐵離子和組成鐵氧體材料的其它金屬鹽溶液,用堿中和,在一定條件下,直接在水溶液中形成尖晶石型鐵氧體。其離子反應(yīng)方程式為：2Fe3++M2++OH-----MO-Fe2O3↓中和法形成鐵體的主要影響因素是溶液pH值和溫度(一般pH為10～13,溫度近沸)。氧化法的主要工藝是先配制含有二價(jià)鐵離子和其它二價(jià)金屬離子的硫酸鹽水溶液,加過量的強(qiáng)堿溶液,保持pH為一定值,即形成懸浮液,然后往此溶液中通入空氣氧化而逐漸生成鐵氧體沉淀物。鐵氧體的形成及其晶粒大小,受溶液pH值、溫度等因素影響。在pH>10時(shí),鐵氧體顆粒大小,隨金屬陽離子濃度增大而增大,隨溫度降低而減小。要制備具有實(shí)用價(jià)值、結(jié)構(gòu)完美,并具有一定顆粒大小的沉淀物,必須選擇適當(dāng)?shù)臈l件才能達(dá)到。2）碳酸鹽共沉淀法碳酸鹽共沉淀法是它是在金屬鹽溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯┨妓猁},得到前驅(qū)體沉淀物,再焙燒成粉體。2溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是20世紀(jì)90年代興起的一種新的濕化學(xué)合成方法,被廣泛的應(yīng)用于各種無機(jī)功能材料的合成當(dāng)中。此法是將金屬有機(jī)化合物如醇鹽等溶解于有機(jī)溶劑中,通過加入純水等使其水解、聚合、形成溶膠,再采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ怪纬赡z,并在真空狀態(tài)下低溫干燥,得疏松的干凝膠,再作高溫煅燒處理,即可制得納米級(jí)氧化物粉末,凝膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在很大程度上取決于其后的干燥致密過程,并最終決定材料的性能。此法制備的粉體純度高,均勻性好,粒經(jīng)小，尤其對(duì)多組分體系,其均勻度可達(dá)到分子或原子水平。燒結(jié)溫度比高溫固相反應(yīng)溫度低,晶粒大小隨溫度和時(shí)間的增加而增大,完全晶化溫度約為750℃左右。與共沉淀法相比,該法合成的納米粉體僅在燒結(jié)時(shí)才出現(xiàn)團(tuán)聚,且在不高的溫度(700～800℃)晶化完全。這樣可以節(jié)約能源,避免由于燒結(jié)溫度高而從反應(yīng)器中引入雜質(zhì),同時(shí)燒前易部分形成凝膠,具有較大的表面積,利于產(chǎn)物的形成。是一種較好的制備超微粉的方法。3水熱法水熱法也是近10余年來發(fā)展起來的制備超微粉又一新的合成方法。此法以水作溶劑,在一定溫度和壓力下,使物質(zhì)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一種制備無機(jī)功能材料微粉的方法,此法可實(shí)現(xiàn)多價(jià)離子的摻雜,這些特性為研究新材料提供了有利條件。在水熱反應(yīng)中,微粉晶粒的形成經(jīng)歷了一個(gè)溶解-結(jié)晶的過程,所制備的微粉晶體粒徑小,粒度較均勻,不需高溫煅燒預(yù)處理,合成溫度大約為900℃,形成的晶體較為完整,純度高,且具有較高的活性。有研究表明,水熱反應(yīng)溫度、時(shí)間等對(duì)產(chǎn)物純度、顆粒、磁性有較大影響,所制備的微粉晶粒一般只有幾十納米。4超臨界法超臨界法是指以有機(jī)溶劑等代替水作溶劑,在水熱反應(yīng)器中,在超臨界條件下制備微粉的一種方法。反應(yīng)過程中液相消失,更有利于體系中微粒的均勻成長和晶化,比水熱法更為優(yōu)越,是一個(gè)進(jìn)一步值得研究的方法。超臨界流體干燥法所制備的微粉粒度分布較均勻,晶體完全,比表面能較小,不易團(tuán)聚。研究的歷史世界上最早開始研究的國家——中國20世紀(jì)鐵氧體軟磁材料的研究成果軟磁材料在工業(yè)中的應(yīng)用研究的歷史世界上最早開始研究的國家——中國中國是世界上最先發(fā)現(xiàn)物質(zhì)磁性現(xiàn)象和應(yīng)用磁性材料的國家。早在戰(zhàn)國時(shí)期就有關(guān)于天然磁性材料（如磁鐵礦）的記載。11世紀(jì)就發(fā)明了制造人工永磁材料的方法。1086年《夢(mèng)溪筆談》記載了指南針的制作和使用。1099～1102年有指南針用于航海的記述，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了地磁偏角的現(xiàn)象。軟磁材料在工業(yè)中的應(yīng)用軟磁材料在工業(yè)中的應(yīng)用始于十九世紀(jì)末，是伴隨著電力電工及電訊技術(shù)的興起而出現(xiàn)的，其應(yīng)用范圍極其廣泛。軟磁材料不僅應(yīng)用于家電領(lǐng)域、信息化領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域和其他配套領(lǐng)域,更主要的是軟磁材料作為電子元器件生產(chǎn)的主要原材料為其帶來了源源不斷的需求。近年來，其市場(chǎng)需求量逐年上升，產(chǎn)品種類也日益增多，成為磁性材料行業(yè)發(fā)展的一大亮點(diǎn)。根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的顯示，2004年中國軟磁材料產(chǎn)量超過10萬噸，實(shí)現(xiàn)銷售收入約70億元，其產(chǎn)量占全球磁性材料總產(chǎn)量的33%左右，而實(shí)現(xiàn)的銷售收入則占全球磁性材料總銷售收入的40%左右。國內(nèi)高性能永磁鐵氧體磁性材料（相當(dāng)于日本TDK產(chǎn)品的FB4和FB5及以上系列）的需求占永磁鐵氧體磁性材料總需求的比例將由2000年的40%左右（不足6萬噸）增至2005年的70%以上（約15萬噸）高性能軟磁鐵氧體磁性材料（相當(dāng)于日本TDK產(chǎn)品的PC40和H5C2及以上系列）的需求占軟磁鐵氧體磁性材料總需求的比例將由2000年的10%以下增至2005年的30%以上（PC40及以上2萬噸，H5C2及以上1萬噸）20世紀(jì)鐵氧體軟磁材料的研究成果人類研究鐵氧體是從20世紀(jì)30年代開始的。20世紀(jì)40年代，荷蘭J.L.斯諾伊克發(fā)明電阻率高、高頻特性好的鐵氧體軟磁材料。40年代到60年代，是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期，雷達(dá)、電視廣播、集成電路的發(fā)明等，對(duì)軟磁材料的要求也更高，生產(chǎn)出了軟磁合金薄帶及軟磁鐵氧體材料。20世紀(jì)50年代是鐵氧體蓬勃發(fā)展的時(shí)期。1952年磁鉛石硬磁鐵氧體研制成功；1956年又在此晶系中開發(fā)出平面型超高頻鐵氧體，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了合稀土元素的石榴石型鐵氧體，從而形成了尖晶石型、磁鉛石型和石榴石型三大晶系鐵氧體材料體系。進(jìn)入70年代，隨著電訊、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等行業(yè)的發(fā)展，研制出了磁頭用軟磁合金，除了傳統(tǒng)的晶態(tài)軟磁合金外，又興起了另一類材料——非晶態(tài)軟磁合金應(yīng)該說鐵氧體的問世是強(qiáng)磁學(xué)和磁性材料發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。至今鐵氧體磁性材料已在眾多高技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。的發(fā)展趨勢(shì)鐵氧體吸波材料在信息存儲(chǔ)方面的應(yīng)用磁性流體綠色磁材的發(fā)展趨勢(shì)鐵氧體吸波材料由于科學(xué)技術(shù)的訊猛發(fā)展，在武器的隱身技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)防信息泄露技術(shù)中，以及在生物學(xué)中的熱效應(yīng)方面，鐵氧體作為吸波材料方面的應(yīng)用尤為重要。近年來研究者主要集中研究復(fù)合鐵氧體材料以及納米尺寸的鐵氧體來控制其電磁參數(shù)，鐵氧體納米磁性材料作為微波的吸收體，納米級(jí)的微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，吸收率高，一方面，它能吸收空所中的游離的分子或介質(zhì)中其他分子通過成鍵方式連接在一起，造成各向異生的改變。另一方面，在微波場(chǎng)中，活性原子及電子運(yùn)動(dòng)加劇，促使磁化，最終將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，從而增加吸收體的吸波能力。在信息存儲(chǔ)方面的應(yīng)用信息存儲(chǔ)鐵氧體材料磁記錄是利用強(qiáng)磁性介制輸入、記錄、存儲(chǔ)和輸出信息的技術(shù)和裝置。其磁記錄用的磁性材料分為兩類：磁記錄介制，是作為記錄和存儲(chǔ)信息的材料，屬于永磁材料。另一類是磁頭材料，是作為輸入和輸出信息用的傳感器材料，屬于軟磁材料。磁性流體磁流體是一種新型的功能材料，它由磁性顆粒、穩(wěn)定劑（表而活性劑）和載液三部份組成，在磁場(chǎng)作用下顯示出優(yōu)于其他磁性材料的優(yōu)良性能，因此被廣泛應(yīng)用。這是一種人工合成的膠體系統(tǒng)，包括膠狀的磁性微料（磁鐵礦），經(jīng)界面活性劑的輔助分散于連續(xù)的載粒液中，磁性微粒的直徑約10mm。磁性流體集固體的可磁化性和液體的流動(dòng)性于一體，在磁場(chǎng)作用下，磁性流體可被磁化，顯示超順磁性。磁性流體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，近年發(fā)展起來的磁性藥物載體是國內(nèi)外十分的高新技術(shù)綠色磁材隨著2010年世博會(huì)的召開。以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的新型經(jīng)濟(jì)模式——低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，持續(xù)的低碳和綠色經(jīng)濟(jì),將是未來世界發(fā)展的大勢(shì)所趨,這對(duì)于新能源、環(huán)保、節(jié)能等新興產(chǎn)業(yè)會(huì)帶來巨大的中長期的投資和發(fā)展機(jī)遇。低碳經(jīng)濟(jì)涉及廣泛的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和管理領(lǐng)域，也與磁性材料的發(fā)展密切相關(guān)，也將是未來新型的高新磁性材料應(yīng)用和市場(chǎng)的重要發(fā)展方向中國磁性材料市場(chǎng)對(duì)中國磁性材料市場(chǎng)發(fā)展展望中國磁性材料市場(chǎng)現(xiàn)狀中國磁性材料市場(chǎng)中國磁性材料市場(chǎng)現(xiàn)狀軟磁鐵氧體產(chǎn)品，高技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用占22%，如數(shù)字通信、電磁兼容（EMC）、射頻寬帶、抗電磁干擾（EMI）、高清顯示、汽車電子。傳統(tǒng)中低檔產(chǎn)品領(lǐng)域應(yīng)用占78%，如電視機(jī)、電源適配器、電子鎮(zhèn)流器、普通開關(guān)電源變壓器、天線棒。從總體來看，中國的鐵氧體磁體的性能還以中低檔為多數(shù)，雖然產(chǎn)量高居世界第一，但產(chǎn)值并不理想。中國的磁性材料總產(chǎn)值約265億人民幣，