磁性材料第7章铁氧体材料.ppt

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西南科技大学材料科学与工程学院
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第二节 尖晶石型铁氧体的晶体结构和基本特性
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第三节 石榴石型铁氧体的晶体结构和基本特性
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第四节 六角晶系铁氧体的晶体结构和基本特性
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第一节 铁氧体磁性材料的概述
Generals of Ferrite Magnetic Materials
第一节 铁氧体磁性材料的概述
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磁铁矿（Fe3O4）是世界上最早得到应用的一种铁氧体磁性材料；
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1909年才第一次出现人工合成的铁氧体，1932和1933年，加藤和武井两人研制出Cu-Zn系软磁铁氧体和Co-Fe系永磁铁氧体；
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二战期间，荷兰菲利普公司系统的研究了各种尖晶石铁氧体，1946年软磁铁氧体商品生产，1950年立方系软磁铁氧体商品化；
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1952年出现磁铅石型钡铁氧体，1953~1954年出现矩磁铁氧体，1956年出现石榴石型铁氧体并发现平面型超高频铁氧体；
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1952年日本冈村敏彦发明了Mn-Zn系铁氧体，并先后在广播、电视和彩色电视偏转、行输出系统得到广泛应用；
一、铁氧体磁性材料的发展情况
我国第一篇Mn-Zn铁氧体材料的试验研究报告由付柏生、白琏如等先生在归国博士胡汉泉指导下于1956年完成，解决了载波频带所用Mn-Zn铁氧体磁芯的制造工艺与技术，全文共75页，直到今天，该报告仍有很强的现实生产指导意义；
1959年，我国第一届以铁氧体为主科的磁性材料及器件专业本科大学生在成都电讯工程学院毕业，这批毕业生后来成为了新中国的铁氧体磁性材料发展的骨干
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铁氧体：是由铁和其他一种或多种金属组成的复合氧化物；
单组分铁氧体，如锰铁氧体、镍铁氧体等和多组分铁氧体（复合铁氧体）如Mn-Zn铁氧体，Ni-Zn铁氧体，Mn-Mg-Zn铁氧体；
如尖晶石型铁氧体分子式MeFe2O4或MeO·Fe2O3，其中Me指离子半径与Fe2+相近的二价金属离子（如Mn2+、Zn2+、Co2+等）或平均化合价为二价的多种金属离子组（如Li++）；
电特性：其电阻率较大（与金属材料相比），且有较高的介电性能及多铁性材料的发现；
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磁特性：可视为具有铁磁性的金属氧化物，高频时具有较高的磁导率；
二、铁氧体磁性材料及其特性
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生产工艺与一般陶瓷工艺相似，因此操作方面易于控制；
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它是高频弱电领域很有发展前途的一种非金属磁性材料；
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缺点：饱和磁化强度MS较低，一般只有金属合金的1/3~1/5，说明单位体积材料中储存的磁能较低，无法在较高磁能密度的低频、强电和大功率领域内应用
三、铁氧体磁性材料的分类和应用
软磁铁氧体：在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料
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是目前各种铁氧体中用途最广、数量最大、品种较多、产值较高的
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应用领域：各种电感元件如滤波器磁芯、变压器磁芯以及磁带录音和录象磁头、多路通讯等的记录磁头
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结构类型：立方晶系的尖晶石型（应用于音频甚至高频频段1000Hz~300MHz）；六角晶系的磁铅石型（用于更高的频段，如吸波材料等）
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2、永磁铁氧体：磁化后不易退磁，而能长期保留磁性的一种铁氧体材料
结构类型：六角晶系的磁铅石型（如典型代表BaFe12O19）
应用领域：电讯器件中的录音器、微音器、电话机以及各种仪表的磁铁，同时在污染处理、医学生物和印刷显示等方面
备注：永磁铁氧体是继Al-Ni-Co系永磁金属材料后的第二种主要永磁材料，且为永磁材料在高频段（如微波器件、其他国防器件）的应用开辟了新的途径
Mg-Mn铁氧体，Ni-Cu铁氧体，Ni-Zn铁氧体以及钇石榴石铁氧体3Me2O3·5Fe2O3
应用领域：100~100000MHz（米波到毫米波），多用于与输送微波的波导管或传输线等组成各种微波器件，如雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备
旋磁铁氧体（微波铁氧体）：在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下，具有平面偏振性的电磁波在材料内部按一定方向的传播过程中，其偏振面会不断绕传播方向旋转的现象