低温烧结NiCuZn铁氧体新工艺研究

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软磁NiCuZn铁氧体材料是应用非常广泛的一种功能材料。它在广播、电视、电子仪表、计算机等领域中得到越来越广泛的应用。本文以硫酸镍、硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁和草酸铵为原料,采用化学共沉淀法制得分布均匀的前驱体粉末,经烘干、煅烧制成成分均匀的NiCuZn铁氧体粉末,再经造粒、成形和烧结等工艺,最后制得环形NiCuZn铁氧体试样。采用XRD和SEM观察铁氧体微观组织来评估了上述各因素对铁氧体性能的影响。通过详细的条件试验,研究了烧结温度、保温时间、升温速度、助烧剂等工艺因素对NiCuzn铁氧体的微观结构和磁性能的影响。研究发现烧结温度对材料的显微组织和磁性能起决定性的作用:适当的烧结温度,可使晶粒尺寸均匀长大,气孔减小,致密化程度提高,有利于改善材料的磁性能;而烧结温度过高时,晶粒异常长大,磁性能下降。同时还发现当升温速度过快,导致较差的磁性能和显微结构,而升温速度过慢,对材料的磁性能影响不大但浪费能源。在烧结过程中,当保温时间较长时,影响晶粒的致密度。添加适量的V2O5能促进铁氧体晶粒生长,有效提高饱和磁化强度,从而确定最佳烧结工艺条件。实验结果表明:烧结温度为910℃,升温速度为100℃/h,保温时间为4h,其中在350℃~400℃之间保温2h可以有效地排除粘结剂PVA;添加剂V2O5的添加量为0.3wt%。在此工艺条件下烧结密度为5.15g/cm3,饱和磁化强度为18.494emu/g。最后探讨了Ag对NiCuZn铁氧体的微观结构和磁性能的影响,发现少量的银可以促进NiCuZn铁氧体的致密化,提高烧结密度密度;过多的银促使NiCuZn铁氧体磁性能下降。
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