Mn-Zn铁氧体的燃烧合成研究

• 作 者: 姜久兴
• 机 构: 哈尔滨工业大学
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: Mn-Zn铁氧体 燃烧合成 穆斯堡尔谱

　　本文采用燃烧合成工艺合成了Mn-Zn铁氧体粉料，并用合成粉料成功制备了高频Mn-Zn功率铁氧体磁体。利用多种测试手段和分析方法对燃烧合成过程、材料的组织与性能进行了较为系统的研究。
　　Fe粉的氧化反应是燃烧合成Mn-Zn铁氧体的热力学基础，氧压力和Fe粉含量决定了合成反应的燃烧模式。通过实验观察发现，Mn-Zn铁氧体燃烧主要有三种模式：非均匀层状燃烧、均匀层状燃烧和表面燃烧。均匀层状燃烧波为平面波，在反应过程中平面波匀速穿过全部反应物，各点温度均匀，产物一致性好，适合于铁氧体燃烧合成。本文给出了燃烧模式与氧压力和放热系数的经验曲线，对Mn-Zn铁氧体合成工艺参数的确定，具有重要的指导作用。
　　通过对粉料性能表征得出：燃烧温度越低、研磨时间越长粉体的型模密度越小，颗粒度越小，比表面积越大，烧结活性越好。燃烧合成铁氧体粉料综合性能好于氧化物法制备的铁氧体粉料。但是，研磨时间过长会引起粉料的再结晶，使粉体性能变坏。
　　将燃烧合成的铁氧体粉料造粒、成型并进行烧结。对铁氧体磁体进行了成分和组织结构分析。研究了磁体密度、电阻率、磁导率和体积功耗与烧结温度、保温时间和燃烧气氛的关系，确定出最佳烧结曲线。实验结果表明，在烧结温度为1240℃，保温时间为3h，氧分压为5﹪的工艺条件下制备出的磁体具有最佳的电磁性能。
　　配方偏离对铁氧体性能的影响较大，通过添加氧化物粉末进行成分调整，会造成磁体的性能变坏。在制备高性能铁氧体时，配方偏差＜0.1﹪。
　　同时掺入CaCO3、Nb2O5、SnO2和Ta2O5能够大幅度改善铁氧体的高频电磁特性。
　　利用不同温度下的M(o)ssbauer谱参数，计算了Mn-Zn铁氧体A、B位的德拜温度θA=537K和θB=366K，讨论了在不同温度下阳离子占位趋势。