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磁性陶瓷及超导陶瓷
磁性陶瓷及超导陶瓷部分;提纲;7.4.4铁氧体;(1)磁导率和磁化率;(2)抗磁性和顺磁性; 过渡族和稀土离子因为离子包含奇数电子,故都有净磁矩,这些磁矩通常取向混乱,不显示宏观磁性;然而在外磁场作用下,这些磁矩则会沿外磁场方向择优排列而产生净磁化强度。当不成对电子各自行动而其间没有相互作用时,这种效应称为顺磁性。由于磁矩是沿外磁场方向排列的,顺磁磁化率是正值,以致提高磁通密度。室温下,? 为10-3~10-5数量级,随温度升高而降低。;(3)铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性;; 铁磁性和亚铁磁性材料在外磁场作用下的宏观磁化,具有不可逆性,也即具有磁滞效应。磁化曲线(磁滞回线)中,端点对应的磁场和磁感应强度为最大磁场Hm和最大磁感应强度Bm,横坐标交点Hc是矫顽力,纵坐标交点Br是剩余磁感应强度。饱和磁滞回线在纵坐标上最高点BS是饱和磁化强度。; 宏观磁化(技术磁化)过程大致可分为三个阶段:当磁场较弱时,磁化的主要原因是畴壁的可逆移动,起始磁导率?i较小;当磁场增强,畴壁的可逆移动逐步转化为大幅度的不可逆移动,使宏观磁化急剧上升,在曲线拐点处得到最大磁导率;磁场再增强,磁化曲线的上升又变缓,直至饱和,此时的主要机制是畴磁化转动。; 铁氧体材料的结构特点
(1)尖晶石型铁氧体:通式为M2+O?Fe3+2O3,其中M2+是二价金属离子如Fe2+,Ni2+,Cu2+,Mg2+等,它也可以制成复合铁氧体,固其组成和磁性能具有宽广的范围。它的结构属于尖晶石型,其中的氧离子近乎按密堆立方排列。尖晶石型铁氧体具有立方对称的晶体结构,特别适于制备低矫顽力的软磁材料。
(2)石榴石型铁氧体:通式为R3Fe5O12或3R2O3·5 Fe3+2O3,其中R为钇(Y)、钪(Sc)以及稀土族元素。它们的晶体结构与天然石榴石[(Fe·Mn)3Al2(SO4)3]相同,因此取名石榴石型铁氧体。石榴石型铁氧体具有优良的磁性和介电性能,同时还具有一定的透光性,在微波、磁泡、磁光等领域是极其重要的一种磁性材料 ;(3)六角磁铅石型铁氧体:与尖晶石型结构有—定联系,但它具有六方密堆的氧离子。通式为AO·6B2O3,其中A为二价(Ba,Sr或Pb),B为三价(Al、Ga,Cr或Fe),最常见的是磁铅石为(PbFe12O19)、钡铁氧体(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)。六角磁铅石型铁氧体具有高的磁晶各向异性和高的矫顽力,适于做永磁铁。
铁氧体的组成、晶粒尺寸、杂质、烧结气氛及气孔的大小和分布对磁性能都有重要影响。 ;一.软磁铁氧体 软磁铁氧体是以Fe2O3为主,加上MnO,MgO,CuO,ZnO,NiO等组成的复合氧化物。其特点是电阻率高,磁饱和强度低,居里点低和磁导率高。铁氧体中涡流极小,在高频下,磁感应很低,磁滞损耗也很低。软磁铁氧体材料是一种新型的磁性材料,种类繁多,应用广泛。二.硬磁铁氧体 硬磁铁氧体属于磁铅石型六方晶系,主要为钡铁氧体和铝铁氧体。 三.用途: 主要的磁材料、高通滤波器、天线、线圈骨架、半导体衬底、磁记录材料、磁致功能材料等等;7.4.5超导陶瓷;7.4.6 陶瓷热应用 ;三.防热、隔热材料;7.4.7生物陶瓷材料
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