尖晶石型铁氧体磁性材料

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1、一、铁氧体磁性材料分类1、按晶格类型分类按晶格类型分类，有以下三种类型：1．1尖晶石型铁氧体尖晶石型铁氧体的化学分子式为MFe204，M是指离子半径与二价铁离子相近的二价金属离子Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等)或平均化学价为二价的多种金属离子组(如Li+0.5Fe3+0.5)。使用不同的替代金属，可以合成不同类型的铁氧体。(以Zn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物ZnFe204称为锌铁氧体，以Mn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物MnFe204称为锰铁氧体)。通过控制替代金属，可以达到控制材料磁特性的目的。由一种金属离子替代而成的铁氧体称为单组分铁氧

2、体。由两种或两种以上的金属离子替代可以合成出双组分铁氧体和多组分铁氧体。锰锌铁氧体(Mn-ZnFe204)和镍锌铁氧体(Ni-ZnFe204)就是双组分铁氧体，而锰镁锌铁氧体（Mn-Mg-ZnFe204)则是多组分铁氧体。1．2磁铅石型铁氧体磁铅石型铁氧体是与天然矿物--磁铅石Pb(Fe7.5Mn3.5Al0.5Ti0.5)O19有类似晶体结构的铁氧体，属于六角晶系，分子式为MFe12O19，M为二价金属离子Ba2+、Sr2+、Pb2+等。通过控制替代金属，可以获得性能改善的多组分铁氧体。1．3石榴石型铁氧体石榴石型铁氧体是指一种与天然石榴石(Fe，Mg)3A12(Si04)3：有类

3、似晶体结构的铁氧体，属于立方晶系，分子式为R3Fe5Ol2，R表示三价稀土金属离子Y3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+或Lu3+等。Y3Fe5O12(YIG)钇铁石榴石是目前最常用的石榴石型铁氧体。1．4钙钛矿型铁氧体钙钛矿型铁氧体是指一种与钙钛矿(CaTi03)有类似晶体结构的铁氧体，分子式为MFeO3，M表示三价稀土金属离子。其他金属离子M3+或(M2++M4+)也可以置换部分Fe3+，组成复合钙钛矿型铁氧体。2、按应用分类根据铁氧体磁性材料的应用情况，通常可将铁氧体材料分为软磁铁氧体、硬磁铁氧体、旋磁铁氧体、矩磁铁氧体

4、和压磁铁氧体五大类。2．1软磁材料软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的—种铁氧体材料，软磁材料的典型代表是锰锌铁氧体Mn-ZnFe204和镍锌铁氧体Ni-ZnFe2O4。软磁铁氧体是目前各种铁氧体中用途较广、数量较大、品种较多的一种铁氧体材料。软磁铁氧体主要用作各种电感元件，如滤波器磁芯、变压器磁芯、天线磁芯、偏转磁芯以及磁带录音和录像磁头、多路通讯等的记录磁头的磁芯等。一般软磁铁氧体的晶体结构都是立方晶系尖晶石型，应用于音频至甚高频频段(1千赫一300兆赫)。2．2硬磁材料硬磁材料是相对于软磁材料而言的．它是指磁化后不易退磁，而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，有时也称为永磁

5、材料。硬磁材料的晶体结构大都是六角晶系磁铅石型．其典型代表为钡铁氧体BaFe12O19(又称钡恒瓷)，它是一种性能较好、成本较低而又适合工业生产的铁氧体硬磁材料。这种材料不仅可以用作电讯器件中的录音器、微音器、拾音器、电话机以及各种仪表的磁铁，而且在污染处理、医学生物和印刷显示等方面也得到了应用。硬磁铁氧体材料是继铝镍钻系硬磁金属材料后的第二种主要硬磁材料．它的出现不仅节约了镍、钻等大量战略物资，而且为硬磁材料在高频段(如电视机的部件、微波器件以及其他国防器件)的应用开辟了新的选径。2．3旋磁材料磁性材料的旋磁性是指在两个互相垂直的直流磁场和电磁波磁场的作用下，平面偏振的电磁波在材料

6、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，这种具有旋磁特性的材料就称为旋磁材料。金属磁性材料虽然也具有旋磁性，但由于电阻率较小，涡流损耗太大，电磁波不能深入内部，而只能进入厚度不到l微米的表皮(也称为趋肤效应)，所以无法利用．因此磁性材料旋磁性的应用，成为铁氧体独有的领域。旋磁现象实际上被应用的波段为100—100，000兆赫(或米波到毫米波的范围内)，旋磁材料大都与输送微波的波导管或传输线等组成各种微波器件，主要用于雷达、通讯、导航、遥测、遥控等电子设备中，因而铁氧体旋磁材料也称为微波铁氧体。2．4矩磁材料矩磁材料是指一种具有矩形磁滞回线的铁氧体材料，如图1-

7、1所示，图1-1矩形磁滞回线示意图这类材料主要用作各种类型电子计算机的存储器磁芯，在自动控制、雷达导航、宇宙航行、信息显示等方面也得到不少的应用。近几年来，尽管新出现的存储器种类很多，但是由于铁氧体矩磁材料的原料丰富、工艺简便、性能稳定、成本低廉，所以磁性存储器(尤其是磁芯存储器)在计算技术中仍占和极重要的地位。2.5压磁材料压磁材料是指磁化时能在磁场方向作机械伸长或缩短(磁致伸缩)的铁氧体材料．压磁材料主要用于电磁能和机械能相互转换的超声和水声器件、磁声