第8章-磁性陶瓷材料.pdf

功能陶瓷 李谦 主讲 Chapter 8 –磁性陶瓷材料 （Magnetic Ceramics） lqlectures@126.com Password:100100 1 1 Chapter Outline  8.1 铁氧体磁性材料概述  8.2 铁氧体的晶体结构和化学组成  8.3 铁氧体材料的制备工艺  8.4 铁氧体陶瓷材料的新发展 2 8.1 铁氧体磁性材料概述 8.1.1 铁氧体材料发展简况和磁性来源 （一）铁氧体材料发展简况 春秋战国时代，“慈石召铁” 。 “慈石”-磁铁矿石，铁氧体，Fe O ，天然的铁氧体。 3 4  铁氧体，20世纪30年代。  20世纪40年代，软磁铁氧体的商品问世；二战期间， 铁氧体材料得到飞速发展；  20世纪50年代，铁氧体蓬勃发展的时期；1952年，磁 铅石型硬磁铁氧体；1956年，平面型的超高频铁氧体 ，含稀土元素的石榴石型铁氧体。 尖晶石型、磁铅石和石榴石型三大晶系铁氧体材料 3 磁学基本概念  磁性陶瓷：含铁的铁氧体和不含铁的磁性陶瓷。 6  优点：多为半导体，电阻率10~10 Ω.m 。代替低电阻率 -8 -6 10 ~10 Ω.m的金属磁性材料，可以大大降低涡流损耗 ，适于高频场合。较高的高频磁导率，远高于金属。  缺点：饱和磁化强度低，大约为纯铁的1/3~1/5。居里 点也不高，不宜高温或低频大功率条件下工作。 4 4 磁学基本概念 磁学基本概念 抗磁性和顺磁性  抗磁体（diamagnet ）：当原子或离子的电子结构为闭 层时，磁性相互抵消，原子不产生磁矩。  顺磁体(paramagnet)：未成对电子具有磁矩，加上磁场 ，磁矩方向性排列，产生磁化。  磁化率χ 磁化强度M/磁场强度H=C/T，  顺磁体χ0 ，反磁体χ 0 。 5 5 磁学基本概念 铁磁体和反铁磁体  铁磁体（ferromagnet ）：即使不加外磁场，磁矩也向 同一方向整齐排列，产生自发磁化。  铁磁体加热到居里温度，磁矩的整齐排列受到干扰， 成为顺磁体。  反铁磁体(antiferromagnet)：磁矩在相反方向排列，磁 矩大小相等，相互抵消后的总磁矩大小为零。 。  反铁磁体加热到尼尔温度成为顺磁体。  亚铁磁体：未被抵消的反铁磁性。磁铁矿。 6 6 磁学基本概念 磁化过程和磁滞  磁感应强度-磁场强度(B-H磁化曲线)  残留磁感应强度B ： r  饱和磁感应强度B ： s  矫顽力（抗磁力）H ： c  B=μH, μ-磁导率,  磁滞( 曲线):  硬磁体（permagnet ）(永磁) ：H 大,消磁困难。磁滞曲 c 线包