課程設(shè)計-鎳鋅鐵氧體軟磁材料的制備與性能檢測-在線瀏覽
2024-07-31 16:53本頁面
【正文】 i—Zn 開發(fā)成功；九十年代，為了電子器件向小型化、片式化、高頻化方向發(fā)展，一批高性能的 Ni． Zn 鐵氧體開發(fā)成功；目前成功研制出了可用于頻率為 1～ 3MHz 開關(guān)電源的高頻 NiZn 鐵氧體 [4,5]。日本的 FDK 和 TDK、美國的 Sstealword 和 德國的西門子等公司生產(chǎn)的軟磁 Ni—Zn 鐵氧體材料的性能被認(rèn)為是世界上最高的。 第 2 頁 共 13 頁 國內(nèi) NiZn 鐵氧軟磁材料的開發(fā)起步比較晚，隨著一些關(guān)鍵設(shè)備的研制和制備工藝的完善，國內(nèi)軟磁 NiZn鐵氧體材料的產(chǎn)量也與日俱增。我國現(xiàn)有生產(chǎn)軟磁鐵氧體的企業(yè)也有很多，大多數(shù)企業(yè)都有砂磨機(jī)、自動推 進(jìn)式氮?dú)馑淼栏G、噴霧干燥造粒等一些基本的設(shè)備，生產(chǎn)的軟磁鐵氧體的質(zhì)量與外國的質(zhì)量差距正在逐步減小 [7]。許多研究者借助超聲等儀器，采用噴霧法、溶膠凝膠一自蔓延法等混合方法制備粒徑達(dá) 7 nm的鎳鋅鐵氧體晶體。傳統(tǒng)固相法和 “一步法 ”使用的原料價廉易得，但存在 粒徑難以控制、易摻入雜質(zhì)等缺點(diǎn)而限制了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。 進(jìn)入 21 世紀(jì)信息技術(shù)和數(shù)字化的發(fā)展，現(xiàn)在的電子產(chǎn)品取向于高頻化、小 型化、低損耗、高性能等，使得軟磁 NiZn 鐵氧體材料的發(fā)展將面臨更大的挑戰(zhàn)。 NiZn 鐵氧體具有較低 的傳輸損耗和較寬的頻率帶寬，因此我們可以用它來制作器件來完成能量傳輸和阻抗變換等功能。目前軟磁 NiZn 鐵氧體總的研究趨勢是向高頻化、低損耗、小型化的方向發(fā)展 [9]。其工藝流程為：配料、一次混合球磨 (濕磨 )、濕料烘干、粉碎、預(yù)燒即得到鎳鋅鐵氧體粉料，然后對鎳鋅鐵氧體粉料進(jìn)行二次球磨 (濕磨 )、粉碎、混漿、濕磨料壓制成型、并對成型產(chǎn)品燒結(jié)，即得鎳鋅鐵氧體燒結(jié)產(chǎn)品，最終進(jìn)行檢測得出結(jié)論。儀器： 電 子秤 ，可精確至小數(shù)點(diǎn)后兩位，注意每次稱之前需校零。 混合比例（質(zhì)量比）：料：水：球 =1:1:5 ： 采用濕法球磨 ，球磨罐中的水料球的質(zhì)量比為 1:1:5，球的大小配比要均勻。其 目的 使各種原料均勻混合 ，比表面積大大增加，提高預(yù)燒過程反應(yīng)活性， 以利于預(yù)燒時固相反應(yīng)的進(jìn)行 。 （紅噴）：將烘干所得料碾碎，使預(yù)燒充分進(jìn)行。 目的是各種氧化物發(fā)生初步的固相反應(yīng)，以減少燒結(jié)時產(chǎn)品的收縮率。 第 5 頁 共 13 頁 顆粒料制備 儀器：變頻行星式球磨機(jī) (XQM)、 電熱鼓風(fēng)干燥 爐（烘 箱 ） 清洗：注水加鋼球球磨清洗 15 分鐘 ,水淹沒 鋼球即可。將 料混合后放入 球磨罐 ，球磨罐 放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，持續(xù)時間為 3h。球磨結(jié)束后，將 二 次球磨得到的 料 倒入盤子中 ，取出鋼球并清洗，將得到的料 放入電熱鼓風(fēng)干燥 爐（烘箱） 中進(jìn)行烘干， 至少 3h 直至烘干為止。然后 在粉末中加入質(zhì)量的 10%的濃度為 7%的 聚乙烯醇作 為 粘結(jié)劑增加坯塊的機(jī)械強(qiáng)度 ， 減少在壓制成型過程中粉末粒子間的摩擦，提高粉末在模具中的填充性，脫模時不產(chǎn)生裂紋 。將料放入盤子中，堆積成土丘狀，并在中心部位挖坑，加入粘結(jié)劑。 成型 儀器： C3385150 型雙輥軋膜機(jī) 、 YES600 壓力試驗(yàn)機(jī) 混合均勻的料 均勻加入 C3385150 型雙輥軋膜機(jī) 中 進(jìn)行 兩次 軋壓 ， 使 PVA混合均勻， 從而 獲得密度均勻的成形體 。 9g 為一組成型料，共得 10 組料。 注意壓制過程中嚴(yán)格遵守壓力試驗(yàn)機(jī)操作方法。 將成型好的各個坯件放置在燒結(jié)磚上置于 ZWL148Y 型中溫試驗(yàn)爐中進(jìn)行燒結(jié)。 性能 檢測 儀器： TYU2021D 軟磁直流沖擊法測量裝置 1 個成品的內(nèi)外徑及高度并記錄。注意盡量讓線圈均勻分布。 成品 鎳 鋅 鐵氧體接入 TYU2021D 軟磁直流沖擊法測試裝置， 對其 的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br、矯頑力 Hc、初始磁導(dǎo)率 ui以及最大磁導(dǎo)率 um進(jìn)行測試。電源（ TYU2021D）后面板的232 接口連電腦主板的 232 接口（ COM1 接口）。 (3)雙擊測量軟件圖標(biāo)，進(jìn)入測量程序。 (5)輸入樣品參數(shù)；填好記錄菜單；設(shè)定測試點(diǎn)。 (7)“FLUX METER(B)”漂移調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié) “DRIFT”電位器，使顯示變化盡可能慢。 (9)測量前，點(diǎn)擊量程框，積分器清零。 (10)測量完畢，雙擊屏幕右下白框進(jìn)行打印。 (12)注意：在測量過程中，如 “OFFSET”燈亮，則彈起（釋放） “APC/STOP”鍵，關(guān)測量程序，關(guān)電源。m 試樣測量與測試結(jié)果 下表 3 為測試的成品尺寸及線圈匝數(shù)： 表 31 成品尺寸及線圈匝數(shù) 編號 外徑 (mm) 內(nèi)徑 (mm) 高度 (mm) 磁化組匝數(shù) 測量組匝數(shù) 1 20 10 下表 4 為測試的成品測試數(shù)據(jù)： 表 32 成品 的測試 數(shù)據(jù) Bs Br Hc ui um Hi Hs Hum 6000 (Gs) 2030 (Gs) (Oe) 184 (Gs/Oe) 581 (Gs/O) (Oe) 15 (Oe) (Oe) (T) (T) (A/m) (mH/m) (mH/m) (H/m) (H/m) 對比測試結(jié)果數(shù)據(jù)與理論性能參數(shù)可得：該成品 鎳 鋅 鐵氧體的飽和磁感
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