铁氧体尖晶石亚铁磁.ppt
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1、无论是电子技术、电力技术、通信技术、还是空间技术、计算技术、生物技术,乃至家用电器,磁学和磁性材料都是不可缺少的重要部分。从1902年P.塞曼和H.A.洛伦兹获得诺贝尔奖,到1998年华裔的崔琦先生获诺贝尔物理学奖,至少有24次诺贝尔奖得主在磁学领域作出了杰出的贡献;公元前2500年我国已有磁性指南司南的记载,其开创了人类对磁学和磁性材料研究的先河;以磁科学进行研究的创始者当数吉尔伯特,后经安培、奥斯特、法拉第等人开创性的发现和发明,初步奠定了磁学科学的基础。从1900年到1930年,先后确立了金属电子论、顺磁性理论、分子磁场、磁畴概念、X射线衍射分析、原子磁矩、电子自旋、波动力学、铁磁性体理
2、论金属电子量子论、电子显微镜等相关的的理论。从而形成了完整的磁学科学体系。在此后的2030年间,出现了种类繁多的磁性材料。我国的磁学前辈当数叶企孙(1924年从美国哈佛大学获博士学位回国)、施汝为先生(1931年在国内发表了第一篇磁学研究论文),现我国已有十余所高校、十几个研究所及几百个生产企业从事磁学研究、教学和生产。,(铁氧体部分),磁性材料是功能材料的重要分支;磁性元器件具有转换、传递、处理信息、存储能量、节约能源等功能,应用于能源、电信、自动控制、通讯、家用电器、生物、医疗卫生、轻工、选矿、物理探矿、军工等领域,尤其在信息技术领域已成为不可缺少的组成部分。信息化发展的总趋势是向小、轻、
3、薄以及多功能、数字化、智能化方向发展;要求磁性材料制造的元器件不仅大容量、小型化、高速度,而且具有可靠性、耐久性、抗振动和低成本的特点。,我国磁性材料的生产在国际上占有重要的地位.其中,永磁铁氧体的产量达1.1105,居世界首位;软磁铁氧体产量4104,居世界前列;稀土永磁产量4300,居世界第二.根据中国工程院的专项调查和预测,我国2005年磁性材料的需求量:永磁铁氧体15104,软磁铁氧体6104,稀土永磁800010000.但是,目前我国生产的磁性材料基本上是低性能水平的材料,与世界先进水平存在较大的差距.,(1)加强磁性材料的基础研究和应用基础研究.(2)改造和完善现有的磁性材料,提高
4、其磁性能,优化制备工艺,降低生产成本.(3)发展新型的磁性材料,特别是纳米磁性材料纳米磁性材料是纳米材料中最早进入工业化生产的功能材料,应用广泛,性能优异,特别是在信息存储、处理与传输中占据重要地位,其基础研究和应用开发正方兴未艾.(4)加强研究、生产、应用三方面的结合,不断开拓磁性材料新的应用领域并促使其发展.,磁性材料的研究和发展将主要集中在以下几个方面:,1、永磁铁氧体,钡铁氧体、锶铁氧体、钴铁氧体等工业应用领域:电声材料、电机等Br、BHc、jHc、(BH)m烧结铁氧体工艺:原材料要求不高,预烧,成型、烧结粘结永磁体工艺:磁粉黏合剂,磁场取向,应力取向。(电子仪表,玩具,冰箱密封垫圈,
5、磁性卡片等),汽车领域,总需求,计算机领域,家电领域,电声领域,电动玩具行业,2、软磁铁氧体,尖晶石:MnZn、NiZn,六角铁氧体电信、仪器仪表、自动控制和计算技术(音频、中频、高频、超高频)(1)高磁导率材料,i104,宽频变压器、低频变压器、小型环形脉冲变压器和微型电感器(2)低损耗高稳定材料,高Q值,用于中频载波机、高频、甚高频调谐电路,扫频电路与集成电路组装的通信用滤波器(3)高频、大磁场用材料。用于质子同步加速器中的调谐磁芯、小型电感器(级间耦合变压器),用于跟踪接收机的高功率变压器(宽频扫描)(4)高饱和磁化强度低功耗材料,用于开关电源、电视机偏转磁芯以及U型磁芯(5)甚高频六角
6、铁氧体,使用频率高,频带宽,用于宽频带变压器磁芯、跟踪接收机以及电视扫描接收机之扫频磁芯,卫星通讯中微波中继线路(6)感温、感湿、电波吸收、电机,Mn工艺:气氛烧结(真空或惰性气体)Ni工艺:氧气烧结平面六角,3、矩磁铁氧体,矩磁铁氧体:指具有矩形磁滞回线的铁氧体,由于具有Br两个稳定态,可以作为磁性存储器,开关元件,微波相移器中作固定位相移量的锁式相移器。尖晶石(MgMn系、Ni系、Li系)成型、烧结,4、微波铁氧体,主要利用铁氧体的旋磁性、非线性效应等特性,制成铁氧体微波器件,如隔离器、相移器、调制器、环行器等线性器件,倍频器、振荡器、混频器等非线性器件;利用磁声耦合效应制成延迟线等磁声器
7、件尖晶石:Mg系、Ni系、Li系石榴石:YIG有着和低频铁氧体不同的工艺特点,关键是要控制好损耗特性,5、磁记录材料,磁带、磁盘、磁鼓、磁芯、磁泡、磁光MnZn,音频磁头,NiZn录像磁头磁带用磁粉:Fe2O3,6、磁泡材料,圆柱形磁畴,可以产生与消失,用于作为硬盘磁记录材料,7、磁性液体,磁性颗粒弥散于液体中,磁流体早期四氧化三铁液体用于密封,可以无泄露密封;用于阻尼;用于印刷,尖晶石铁氧体,MgAl2O4(尖晶石)型结构,通式:AB2O4A 二价离子B 三价离子,两种正离子的总价数必须等于 8,电中性条件,正分条件,阳离子:阴离子3:4,非正分情况,阳离子空位,正穴导电(P型),阴离子空位
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