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铁氧体磁性能参数的测试与分析
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摘要：以去离子水和无水乙醇作分散剂，用普通陶瓷烧结法制备了Li0.5－0.5xZnxFe2.5－0.5xO4（x =0.5、0.6）铁氧体材料。测试和分析了材料的μ'、μ"、Q、|Z|随频率的变化铁氧体材料。测试和分析了材料的μ'、μ"、Q、|Z|随频率的变化，铁氧体材料。测试和分析了材料的μ'、μ"、Q、|Z|随频率的变化，表明x =0.6、无水乙醇作分散剂的材料性能较优。
关键词：Li-Zn铁氧体；磁性能参数；分散剂
1 引言
Li系列铁氧体是一类应用较为广泛的微波铁氧体材料，居里温度高，温度稳定性好，磁致伸缩系数与磁晶各向异性常数比值较低，磁滞回线呈矩形特征，剩磁对应力的灵敏性也较低，所以适合用于微波锁式移相器及高功率器件。并且此材料具有很好的高频软磁特性和较低的烧结温度[1]。该材料的主要问题是，在烧结过程中Li容易挥发，由此导致Fe3+还原为Fe2+，使材料的电阻率降低，损耗增大[2]。目前，对Li-Zn铁氧体材料的研究仅处于起步阶段，所以本课题从基础研究入手，在不掺杂的情况下，制备两种不同配方的Li-Zn铁氧体材料，然后对材料的μ'、μ"、Q和|Z|值进行测试与分析，为进一步研究Li-Zn铁氧体材料提供实验和数据基础。
2 实验
2.1 材料配方
实验所需的基本材料为Fe2O3，Li2CO3和ZnO。Li-Zn铁氧体的配方为Li0.5－0.5xZnxFe2.5－0.5xO4（x=0.5、0.6）。x=0.5时，Fe2O3，Li2CO3，ZnO的质量分数分别为78.35%，4.02%，17.63%。x=0.6时，三种材料的质量分数分别为75.86%，3.19%，20.95%[3]。按以上的质量分数对材料进行称量和混合。
2.2 样品制备
将混合好的材料倒入球磨罐中，分别加入去离子水和无水乙醇作分散剂，球∶料∶分散剂的体积比为2∶1∶1。一次球磨4h后倒出浆料，将其放入烘箱内，在80℃下烘干，研磨后过80目筛。然后在烧结炉内进行预烧，预烧的升温速率为160℃/h，升温至800℃时保温2h。待冷却后取出，再进行6h的二次球磨，经80℃烘干、研磨后，将粉体再过120目筛。将筛后的粉体按质量比为8∶1的比例加入聚乙烯醇做粘合剂进行造粒。造粒后，利用模具，用油压机将粉料压制成环形坯件。在1160℃下烧结，形成ø15×ø7×4mm待测的环形样品。
2.3 样品测试
将每个磁环绕铜线10匝，用HP4284分析仪测量0~10MHz频率下Li-Zn铁氧体材料的μ'、μ"、Q和|Z|值。
3 结果与讨论
图1~4示出了两种不同配方、两种不同分散剂的样品，0~10MHz范围复数磁导率的μ'、μ"、品质因数Q、阻抗的模|Z|随频率变化的曲线。
图1表明，随着频率的升高，四种样品的μ'曲线都是先平缓减小，再平缓增大，然后急剧减小。因此都存在一个最佳应用频率范围，大约为0~4MHz。同时在相同频率下，x=0.6、乙醇作分散剂的样品μ'值明显高于其它三个样品的μ'值，也就是单位体积铁磁体在动态磁化过程中的磁能存储能力最强。相同频率下x=0.5，水作分散剂样品的μ'值最小。
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