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鐵氧體的類型及用途之一

按性質和用途鐵氧體可分為軟磁、硬磁、旋磁、矩磁、磁泡、磁光、壓磁等鐵氧體。下面分別介紹。

1.軟磁鐵氧體

軟磁鐵氧體是目前各種鐵氧體中品種最多,應用最廣泛的一種磁性材料,其特點是起始磁導率高,這樣對于相同電感量要求的線圈體積可以縮小,磁導率的溫度系數要小,以適應溫度的變化,矯頑力要小,以便在弱磁場下容易磁化,也容易退磁而失去磁性。此外,它們的比損耗因素要小,電阻率要高,這樣材料的損耗就小,適用于高頻下使用。

常用的軟磁鐵氧體有尖晶石型的鐵氧體、LiZn鐵氧體及磁鉛石型的甚高頻鐵氧體,如BaCO3、Fe2O3等。 軟磁鐵氧體主要用作各種電感元件,如天線的磁芯、濾波器磁芯。

2.硬磁鐵氧體

硬磁鐵氧體又稱永磁鐵氧體或恒磁鐵氧體,是一種磁化后不易退磁、能長期保留磁性的鐵氧體,一般作為恒穩磁場源。它們具有以下幾個特征:剩余磁感應強度較高,一般在0. 3~0. 5T;矯頑力高,一般在0. 1~0. 47;最大磁能積高,一般在8000~40000J/m3。當然,作為硬磁材料,上述三個參數越大越好。

目前,已知的硬磁鐵氧體材料多為磁鉛石型,主要有Ba鐵氧體(BaO·6Fe2O3),Sr鐵氧體(SrO·6Fe2O3),Pb鐵氧體(PbO·6Fe2O3)及它們的復合鐵氧體。此外,各向異性的尖晶石結構Co鐵氧體(CoO·Fe2O3),也可以作為硬磁材料,近來還發現燒結五鈷化釤(SmCo5)具有很高的磁性,其磁性超過一般硬磁鐵氧體的10倍。

3. 旋磁鐵氧體

旋磁鐵氧體又稱微波鐵氧體。在高頻磁場作用下,平面偏振的電磁波在鐵氧體中按一定方向傳播過程中,偏振面會不停繞傳播方向旋轉的一種鐵氧體材料。廣泛應用于微波領域

用于制作雷達、通信、電視、測量、人造衛星、導彈系統等方面的微波器件。

常用的微波旋磁鐵氧體有尖晶石型和石榴石型兩大類,前者價格便宜,后者性能優良,此外,在毫米波段也可使用六方晶系鐵氧體。在材料制備方面主要分為多晶、單晶、薄膜三大類。

尖晶石鐵氧體中主要有Mg、Ni、Li等系鐵氧體,通常加AI、Cr以控制飽和磁化強度。加Mn、Bi以增大電阻率,加Cu、Bi作助熔劑以增加密度。Li鐵氧體具有高居里點,低磁致伸縮系數,較大的磁各向異性,窄的鐵磁共振線以及良好的矩形磁滯回線,價格比石榴石鐵氧體便宜,是制造高功率、低溫度系數鎖式器件的優良材料。高溫下Li易揮發,可加入Bi2O3降低燒成溫度,獲得完全燒結的致密產品。

石榴石型旋磁鐵氧體目前已經可以滿足微波頻段大部分器件的需要。其中釔鐵石榴石鐵氧體在微波段作為低功率器件的磁性材料,性能十分優異,但成本較貴。為了適應各波段器件的需要,常以多種離子如In、Sn、Gd、Ge、Zr、Ti、Al、Ca、V置換等Fe、Y離子,以改變M值,提高溫度穩定性。常用的石榴石鐵氧體有Y-Al石榴石系,Y-Ca-V石榴石系,Y-Gd石榴石系等,在微波長波段也常常使用無Y的石榴石鐵氧體。為了提高材料密度,控制一定的晶粒尺寸,在制備微波鐵氧體時常用熱壓工藝,為了防止Fe2+離子產生,提高電阻,降低介電損耗,通常可以在氧氣氣氛中進行燒結。


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