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《铁氧体生产工艺技术》
软磁铁氧体材料大生产
工艺控制技术
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《铁氧体生产工艺技术》
一,软磁铁氧体现状及发展
二、软磁铁氧体的主要性能
三、锰锌铁氧体的制备
四、镍锌铁氧体的制备
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《铁氧体生产工艺技术》
一,软磁铁氧体现状及发展
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《铁氧体生产工艺技术》
教学目标
熟悉软磁铁氧体的基本用途，生产现
状，发展方向
职业技能教学点：
1,基本应用,
2,国内概况,
3,常用工艺 流程,
4,发展 方向
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《铁氧体生产工艺技术》
应用概况
软磁铁氧体，易磁化，也易退磁，适
于高频应用。
国内软磁铁氧体磁芯产量中 80—
90wt%用于消费类电子设备中。
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《铁氧体生产工艺技术》
消费类电子产品中使用软磁铁氧体磁芯
大致分为以下四类
1）,U型,E型功率材料磁芯：主要
用于开关电源变压器，回扫变压器，
枕校变压器和行推动器等
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《铁氧体生产工艺技术》
锰锌功率铁氧体 EI型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
锰锌功率铁氧体 UF型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
锰锌功率铁氧体 EC型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
锰锌功率铁氧体 RM型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
开关电源变压器
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《铁氧体生产工艺技术》
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《铁氧体生产工艺技术》
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《铁氧体生产工艺技术》
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《铁氧体生产工艺技术》
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《铁氧体生产工艺技术》
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《铁氧体生产工艺技术》
2）、用高阻率的 MgMnZn Fe2O4系铁
氧体制成的偏转磁芯。
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《铁氧体生产工艺技术》
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《铁氧体生产工艺技术》
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《铁氧体生产工艺技术》
3）用高磁导率的锰锌铁氧体制成的电
源滤波器磁芯。如 UF型,EE型，日字
型磁芯等 适用于频率 50hz,额
定电压 400v的配电系统
中。根据系统感性无功
量的多少，自动快速的
调节无功电流的输出，
使系统无功功率得到快
速补偿，从而提高电网
电压质量，减少系统和
变压器损耗，达到节能
的目的。无源滤波器
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《铁氧体生产工艺技术》
防变频器在工作时输入端对电网
及其它数字设备产生干扰
变频
器输
入端
电源
滤波器
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《铁氧体生产工艺技术》
电磁
屏蔽
专用
滤波器
在很宽频带（ 20KHZ-10GHZ） 范围内具有极高的插入
损耗（大于 50dB）,极佳的高频干扰抑制特性
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《铁氧体生产工艺技术》
4)用高频镍锌铁氧体制成的多种电感
线圈，小型固定电感器。
其形状种类众多，主要有：
工字型磁芯，螺纹磁芯，帽形磁芯，
双孔磁芯等。
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《铁氧体生产工艺技术》
SP型
贴片
功率
电感
用于笔记本电脑、网络通讯
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《铁氧体生产工艺技术》
SPE型
贴片
功率
电感
用于便携式通讯设备
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《铁氧体生产工艺技术》
SMD
屏蔽
型功
率电
感器
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《铁氧体生产工艺技术》
国内概况 -生产及市场需求
信息化的基础是网络，网络的优化和对信
息消费的需求使得人类对网络终端的数量和质
量提出了越来越高的要求。软磁材料作为电子
信息产品主要构件之一，在网络终端中的应用
十分广泛。网络终端有手机,PC,笔记本电脑
和数字电视终端等。数字电视终端主要由平板
电视构成，而平板电视主要又有液晶电视
(LCD)和等离子 (PDP)电视两大门类，而上述终
端都无一例外需要用到软磁体。因此，未来数
年内，软磁材料依然会保持较高的发展速度。
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《铁氧体生产工艺技术》
生产及市场需求
预计由于电子信息产业的推动，未来
五年中世界对软磁铁氧体的需求将继续
保持在 10%～ 15%的增长率水平。
另外，新型绿色照明技术、电子产品
数字化、汽车电子、表面贴装技术等的
飞速发展，进一步增加了软磁铁氧体的
市场需求，对软磁铁氧体和元件带来良
好发展机遇。
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《铁氧体生产工艺技术》
软磁铁氧体材料的制备
国内常用制造软磁铁氧体的工艺流程
配料 → ｛ A,湿混 → 烘干 → 制坯； B：
干式强混 → 造球｝ → 预烧 → 粗粉碎 →
砂磨 → 喷雾干燥造粒 → 成型 → 烧结 →
磨加工 → 检测。
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《铁氧体生产工艺技术》
研究方向
为适应电子元器件小型化，微型化的
需要，国内外都在致力于开发两大类
磁性优异的材料，宽带变压器用的高
磁导率铁氧体（ VHP） 和开关电源用
的低功耗铁氧体（ LPL）。
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《铁氧体生产工艺技术》
二、软磁铁氧体的主要性能
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《铁氧体生产工艺技术》
教学目标
熟悉软磁铁氧体的主要磁性参数以及
对使用的影响
职业技能教学点：
1,复数 磁导率；
2,磁导率的 稳定性 。
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《铁氧体生产工艺技术》
软磁铁氧体的主要技术参数有
初始磁导率 μ i居里温度 Tc（ ℃ ） 剩磁 Br（ mT）
比损耗系数 tgδ/ μ i（ x10-6）、
比温度系数 α μ/μi （ x10-6）,矫顽力 HCJ（ A/m）
减落因素 DF（ x10）,饱和磁通密度 B（ mT）、
密度 d（ g/cm3）（ 一般小于 4.5～ 4.9 g/cm3） 电
阻率 ρ （ Ω.cm ）,功率损耗 Pc（ mW/g）
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《铁氧体生产工艺技术》
MnZn高磁导率磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
复数磁导率
高磁导率铁氧体磁芯主要应用 于？
1.局域网隔离变压器和共模滤波器
这些器件在计算机联网用的网卡中是必备的
2.场致发光电源变压器：许多钟、表,BP
机笔记本电脑话频（ 300— 3400Hz） 变压器
3.程控交换机中的话频变压器目前多用 EP13
高磁导率磁芯 ……
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《铁氧体生产工艺技术》
提高 μ i,低 Hc的软磁材料的途径
①, 提高 Ms值
②, 降低 K1值, λs值
降低 K1值, λs值的途径有：
a,非磁性离子 Zn,Cd（ 镉 ） 等的置换
,b,K1抵消法, c,降低 σ值 d,减少夹
杂物, 提高密度, 增大晶粒尺寸 。
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《铁氧体生产工艺技术》
磁导率的稳定性
磁导率的频率稳定性 ——磁谱
μ i和共振频率 fr满足
fr（ μ i-1） =γMs/ 3π 或 fr（ μ si-1）
=3Ms/βD
μ si为静态初始磁导率, β 为阻尼系数, D为
晶粒尺寸 （ P70） 图 3.2.1是 NiZn铁氧体的典
型磁谱 。 从上可知, 当磁性材料应用于高频
时, 为了避免驰豫与共振损耗, 就要相应地
降低 μ i值
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《铁氧体生产工艺技术》
μi的温度稳定性
Mn-Zn,Ni-Zn铁氧体的 μ i-T曲线在居
里点剧烈下降，十分陡峭。利用该特
性的热敏铁氧体元件已广泛应用于
30-200℃ 范围内的 30～ 200℃ 范围内的
温度控制器中 。
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《铁氧体生产工艺技术》
提高 μ i温度稳定性降低温度系数的途径
⑴非磁性离子的置换如以 Al3+等非磁性离
子来置换 Fe3+,可以使各向异性常数减少，
从而改善温度系数。
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《铁氧体生产工艺技术》
⑵利用形状退磁因子来改善温度系数用退磁场
样品制成一定的形状（如存在一定的空隙等），
也可将已烧成的铁氧体研碎后，再用绝缘介质
均匀混合制成磁介质，对一般烧结铁氧体，细化
晶粒在一定程度上也能降低温度系数
提高 μ i温度稳定性降低温度系数的途径
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《铁氧体生产工艺技术》
磁导率的时间稳定性
磁导率随时间的延长而逐渐下降，一
部分是由于材料内部结构随时间变化而
引起磁导率的下降，这种变化是不可逆
转的，称为老化
老化?
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《铁氧体生产工艺技术》
减落?
磁导率随时间的延长而逐渐下降一
部分是可逆的，即经过重新磁中性化
后可以恢复原值。这种随时间的变化
称为减落 。
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《铁氧体生产工艺技术》
防止阳离子空位的产生，在工艺
上采用平衡氧气氛烧结，在配方中
附加少量添加物，如,CaO,SiO2、
TaO5（ 钽）,ZrO2等。
降低减落的主要 措施?
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《铁氧体生产工艺技术》
三、锰锌铁氧体的制备
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《铁氧体生产工艺技术》
教学目标
熟悉锰锌铁氧体的配方、烧结工艺原
理
职业技能教学点：
1,配方对电磁性能 的影响；
2,烧结 气氛对产品 质量的影
响 。
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《铁氧体生产工艺技术》
引入新课：
锰锌铁氧体在其使用的频率
1000Hz～ 5MHz范围内具有较其
它铁氧体更多的优点。如：铁
滞损耗低、起始磁导率（ μ i）
大、居里温度高等，而且价格
较便宜。因而生产量大，在低
频段应用很广
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《铁氧体生产工艺技术》
配方
高磁导率铁氧体的基本配方
Fe2O3 50.5～ 55.5%（ mol%）, MnO
16.5～ 35.5%（ mol%）, ZnO 14～
28%（ mol%） 。 含铁量较小时损耗
很大；含铁量较高而含锌量低时
μ i太小；含锌量过大时居里点太
低 。
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《铁氧体生产工艺技术》
高磁导率 MnZn铁氧体 EC型 磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
高磁导率 MnZn铁氧体 EP型 磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
高磁导率 MnZn铁氧体 RM型 磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
高磁导率 MnZn铁氧体 EE型 磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
功率铁氧体的配方
功率铁氧体主要用于变压器磁芯，工作于
高功率状态。要求高饱和磁化强度、低损耗。
开关电源变压器的功率铁氧体的参考配
方为,Fe2O3 75wt%,ZnO 23wt%,CoO 1 wt%、
Al2O3 0.5 wt%,SiO2 0.1 wt%,CaO 0.4 wt%。
性能指标为,Bs=500mT（ 25℃ ） Bm=400mT（ 100℃,
H=2000A/m）,Br=80Mt,Hc=150A/m,μ =70。
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《铁氧体生产工艺技术》
MnZn功率铁氧体 EC型 磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
开关电源变压器
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《铁氧体生产工艺技术》
开关电源变压器
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《铁氧体生产工艺技术》
开关电源变压器
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《铁氧体生产工艺技术》
开关电源变压器
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《铁氧体生产工艺技术》
添加物的选用
CaO,SiO2
少量 Ca2+的添加基本上不影响初始
磁导率以及磁滞与剩磁的损耗，而
显著地降低涡流损耗，使 Q值大幅度
提高。
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《铁氧体生产工艺技术》
为了提高材料的 μQ 值、同时改善稳定性
，通常将 CaO与 SiO2,CeO2,Ta2O5,V2O5、
SnO2,InO3,ZrO2,Nb2O3等高价离子合并使
用。
CaO-SiO2组合 可以显著的提高 MnZn铁氧
体的电阻率，从而降低损耗因数。 SiO2含量
不宜过大（ 低于 0.5wt%）,否则促使晶粒非
连续长大。
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《铁氧体生产工艺技术》
Ti4+,Sn4+,Ge4+,V5+等高价离子
Fe2+除取决于基本配方与气氛中，亦
可通过添加高价离子进行控制。
Sn4+,Ge4+等起着与 Ti相似的作用，
有利于降低损耗。
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《铁氧体生产工艺技术》
Co2O3
Co2+与 Fe2+在合适的组合条件下可以
获得十分平坦的 μi –T曲线。
除了上述 Ca,Si,Ti,Co等离子添
加物外，其它还有添加 Al2O3以改善
温度稳定性，添加 WO3,P2O3。 CuO
等以促进良好的显微结构。
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《铁氧体生产工艺技术》
低损耗，高稳定性
实例
Fe2O3,MnO,ZnO=54,36,10,附加：
0.06wt%CaO,0.02wt%SiO2,0.15wt%Co2O3
,2.0wt%SnO2,1180℃ 在 0.6wt%O2的氮气
氛中陪烧, 8hrs样品性能如下,μi =1100
。 Qf=240℃, tgδ/μ=0.8x10-6（ 100KH2） D
F=1.5x10-6,Δμ/μ2ΔT=（ 0.5+0.04） x10-
6℃ （ ΔT,-20—+80℃ ）
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《铁氧体生产工艺技术》
烧结气氛的影响
平衡氧气氛烧结对制备 MnZnFe2O4是十
分重要的，但在大生产中，要连续调
节气氛使产品处于平衡氧压下降温是
比较困难的。
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《铁氧体生产工艺技术》
⑴分段控制气氛
⑵ 真空 烧结法
⑶高压充氮法
⑷ 氮气 烧结法
⑸淬火法
⑹燃烧铁氧体 ⑺助溶剂法
通常采用什么方法
控制?
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《铁氧体生产工艺技术》
真空烧结法
常用的窑炉有真空烧结炉、钟罩窑。用
真空泵控制升温、保温、降温各阶段氧
分压的大小。特点是冷却较慢、设备复
杂、生产周期长、产量低。可用于生产
形状复杂、尺寸大、量小的产品。可控
制烧结温度曲线，自动控温。
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《铁氧体生产工艺技术》
SDR系列真空烧结炉
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《铁氧体生产工艺技术》
真空烧结炉
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《铁氧体生产工艺技术》
SRD系列真空烧结炉
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《铁氧体生产工艺技术》
氮气烧结法
通过调节烧结窑炉（氮气推板窑、辊道窑）
中氮气的流量以控制氧气氛。目前常采用
分阶段气氛冷却法 ——即将降温段分为几
个温区，每一温区取一定的氧分压，其平
均效果可接近于平均氧分压法。常用于生
产高 μ Q,高稳定性的软磁铁氧体
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《铁氧体生产工艺技术》
四、镍锌铁氧体的制备
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《铁氧体生产工艺技术》
教学目标
熟悉锰锌铁氧体的配方、烧结工艺
原理
职业技能教学点：
镍锌铁氧体 （ NiZnFe2O4） 的
基本配方； 添加剂的影响 ；
NiCuZnFe2O4中 Cu的作用原理
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《铁氧体生产工艺技术》
在 1～ 100MHz范围内, NiZnFe2O4应用
最广泛 。 使用频率高, 频带宽 。 由于
Ni2+不易变价, 故可在氧气氛中烧结
,以避免 Fe2+离子的产生 。 电阻率 ρ
可达 106Ω,cm以上 。 缺点是,Ni资源
缺乏, 故生产成本较高 。
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《铁氧体生产工艺技术》
基本配方
1,Fe2O3的含量接近于 50mol%时,μ i最
高。对（ Ni0.32Zn0.68O） 1-x（ Fe2O3） 1+x
的配方,1,当 x＞ 0时，密度随 x值
的增加而下降，从而导致 μ i值的下降
2、当 x＜ 0时，会产生非磁性相，因而
μ i随 x负值的增大而下降；
3、随着 Ni含量的增加,Fe2O3的下降，
这主要是由于偏离 λs, K1较小的区域
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《铁氧体生产工艺技术》
4,ZnO含量因使用频率与具体用途而异，
当用于 1MHz以下较低频段时 ZnO含量可适
当提高，甚至可达 35%。使用频率的增高
，要求 ZnO含量随之减小，甚至可低到百
分之几（摩尔比）
NiZnFe2O4用于大功率高频场中（因此称为高频
磁）需要的是高饱和磁感应强度。通常取
NiFe2O4,ZnFe2O4=60%,40%的配比即
Ni0.6Zn0.4Fe2O4。
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《铁氧体生产工艺技术》
NiZn功率铁氧体 H型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
NiZn功率铁氧体 BH型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
添加剂的影响
1、添加 Co2O3
在 NiZnFe2O4中添加少量的钴，可以产生
感生各向异性，有利于 提高截止频率，
降低损耗。另一方面由于 Co3+的存在，
将会在 μ i-T曲线上呈现第二峰，有利于
改善温度特性。
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《铁氧体生产工艺技术》
2、添加 BaO
Ba2+半径大，加入后使局部区域
晶格畸变，磁晶各向异性常数 Ko
（ n＞ 1） 的值有一定增加，从而
有可能得到 平坦 的 μ i-T曲线和 低
的高频损耗。
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《铁氧体生产工艺技术》
3、添加 SnO2
NiZnFe2O4在烧结中，伴随 Zn离子
的挥发，相应地有部分 Fe3+转变为
Fe2+,使电阻率下降。
含 Sn的 NiZnFe2O4电阻率高、涡流损耗
小，可作为高频（ 0.1～ 75MHz） 的感
抗磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
4、添加 SiO2,Bi2O3
添加 Bi2O3主要起降低熔点和致密化的作
用。 Si4+（ 0.41A） 进入晶格相应的产生 Fe2+
,改变了磁晶各向异性常数，导致负的温
度系数。如果只加入 SiO2,则只有当温度大
于 1300℃ 时,Si4+进入晶格，而在高温下烧
结，将使晶粒长大。而当 SiO2和 Bi2O3组合
添加时,Si4+可在较低的温度下进入
NiZnFe2O4晶格，同时得到细晶粒。
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《铁氧体生产工艺技术》
NiCuZnFe2O4中 Cu的作用原理
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《铁氧体生产工艺技术》
广乏用于广播电视、收录机、录
像机、通信设备、程控交换机、计
算机等整机。
片式电感器的用途
NiCuZnFe2O4片式电感器的
关键材料
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《铁氧体生产工艺技术》
多层片式电感器（ MLCI） 的
工艺技术关键
实现软磁铁氧体和纯银内导体材料的共
烧结，这就要求其中的软磁铁氧体必须
兼备低温烧结和高性能的特点。
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《铁氧体生产工艺技术》
这主要有两个方面的原因
1,Cu与 NiCuZn铁氧体总的其它组分在烧
结过程中形成 低共熔物, 导致在较低温度
下出现液相, 再通过液相传质和粘结作用
,促进烧结 。
2,CuFe2O4和 NiZnFe2O4形成 固溶体,在
烧结过程中,CuO会进入晶格形成 NiCuZn
尖晶石固溶体，其烧结机制为过度液相
烧结,有利于获得电磁和机械性能优良
的材料。
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《铁氧体生产工艺技术》
NiCuZnFe2O4是在 NiZnFe2O4基础上引入第三
组元 CuO构成的。 CuO对实现该系统材料的
低温烧结，以保证片式电感器全 Ag内电极
的实现起到关键作用。
CuO具有明显的降低烧结温度的作用。当
CuO增大到 x=0.275时，烧结温度降到 960℃,
x再增大，烧结温度不再下降。
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《铁氧体生产工艺技术》
课后小结
1,NiCuZnFe2O4的基本配方,⑴ Fe2O3接近于
50mol%时, μ i最高； （ Ni0.32Zn0.68O） 1-x（
Fe2O3） 1+x的配方, 结果显示：当 x＞ 0时, 密
度随 x值的增加而下降, 从而 μ i值的下降；
当 x＜ 0时, 会产生非磁性相, 也会导致 μ i下
降 。 ⑵ 通讯用 NiZn铁氧体的配方与截止频率
的关系
2,添加剂的影响； NiCuZnFe2O4中 CuO的作用
。
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《铁氧体生产工艺技术》
作业
1、简述 NiCuZnFe2O4的基本配方、基
本用途及对主要参数的要求？
2,NiCuZnFe2O4中,CuO的加入起到
了哪些方面的作用？
3,NiCuZnFe2O4铁氧体主要应用在
哪些场合？
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《铁氧体生产工艺技术》
软磁铁氧体材料大生产
工艺控制技术
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《铁氧体生产工艺技术》
一,软磁铁氧体现状及发展
二、软磁铁氧体的主要性能
三、锰锌铁氧体的制备
四、镍锌铁氧体的制备
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一,软磁铁氧体现状及发展
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教学目标
熟悉软磁铁氧体的基本用途，生产现
状，发展方向
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应用概况
软磁铁氧体，易磁化，也易退磁，适
于高频应用。
国内软磁铁氧体磁芯产量中 80—
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消费类电子产品中使用软磁铁氧体磁芯
大致分为以下四类
1）,U型,E型功率材料磁芯：主要
用于开关电源变压器，回扫变压器，
枕校变压器和行推动器等
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锰锌功率铁氧体 EC型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
锰锌功率铁氧体 RM型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
开关电源变压器
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《铁氧体生产工艺技术》
2）、用高阻率的 MgMnZn Fe2O4系铁
氧体制成的偏转磁芯。
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《铁氧体生产工艺技术》
3）用高磁导率的锰锌铁氧体制成的电
源滤波器磁芯。如 UF型,EE型，日字
型磁芯等 适用于频率 50hz,额
定电压 400v的配电系统
中。根据系统感性无功
量的多少，自动快速的
调节无功电流的输出，
使系统无功功率得到快
速补偿，从而提高电网
电压质量，减少系统和
变压器损耗，达到节能
的目的。无源滤波器
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《铁氧体生产工艺技术》
防变频器在工作时输入端对电网
及其它数字设备产生干扰
变频
器输
入端
电源
滤波器
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《铁氧体生产工艺技术》
电磁
屏蔽
专用
滤波器
在很宽频带（ 20KHZ-10GHZ） 范围内具有极高的插入
损耗（大于 50dB）,极佳的高频干扰抑制特性
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《铁氧体生产工艺技术》
4)用高频镍锌铁氧体制成的多种电感
线圈，小型固定电感器。
其形状种类众多，主要有：
工字型磁芯，螺纹磁芯，帽形磁芯，
双孔磁芯等。
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《铁氧体生产工艺技术》
SP型
贴片
功率
电感
用于笔记本电脑、网络通讯
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《铁氧体生产工艺技术》
SPE型
贴片
功率
电感
用于便携式通讯设备
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《铁氧体生产工艺技术》
SMD
屏蔽
型功
率电
感器
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《铁氧体生产工艺技术》
国内概况 -生产及市场需求
信息化的基础是网络，网络的优化和对信
息消费的需求使得人类对网络终端的数量和质
量提出了越来越高的要求。软磁材料作为电子
信息产品主要构件之一，在网络终端中的应用
十分广泛。网络终端有手机,PC,笔记本电脑
和数字电视终端等。数字电视终端主要由平板
电视构成，而平板电视主要又有液晶电视
(LCD)和等离子 (PDP)电视两大门类，而上述终
端都无一例外需要用到软磁体。因此，未来数
年内，软磁材料依然会保持较高的发展速度。
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《铁氧体生产工艺技术》
生产及市场需求
预计由于电子信息产业的推动，未来
五年中世界对软磁铁氧体的需求将继续
保持在 10%～ 15%的增长率水平。
另外，新型绿色照明技术、电子产品
数字化、汽车电子、表面贴装技术等的
飞速发展，进一步增加了软磁铁氧体的
市场需求，对软磁铁氧体和元件带来良
好发展机遇。
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《铁氧体生产工艺技术》
软磁铁氧体材料的制备
国内常用制造软磁铁氧体的工艺流程
配料 → ｛ A,湿混 → 烘干 → 制坯； B：
干式强混 → 造球｝ → 预烧 → 粗粉碎 →
砂磨 → 喷雾干燥造粒 → 成型 → 烧结 →
磨加工 → 检测。
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《铁氧体生产工艺技术》
研究方向
为适应电子元器件小型化，微型化的
需要，国内外都在致力于开发两大类
磁性优异的材料，宽带变压器用的高
磁导率铁氧体（ VHP） 和开关电源用
的低功耗铁氧体（ LPL）。
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《铁氧体生产工艺技术》
二、软磁铁氧体的主要性能
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《铁氧体生产工艺技术》
教学目标
熟悉软磁铁氧体的主要磁性参数以及
对使用的影响
职业技能教学点：
1,复数 磁导率；
2,磁导率的 稳定性 。
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《铁氧体生产工艺技术》
软磁铁氧体的主要技术参数有
初始磁导率 μ i居里温度 Tc（ ℃ ） 剩磁 Br（ mT）
比损耗系数 tgδ/ μ i（ x10-6）、
比温度系数 α μ/μi （ x10-6）,矫顽力 HCJ（ A/m）
减落因素 DF（ x10）,饱和磁通密度 B（ mT）、
密度 d（ g/cm3）（ 一般小于 4.5～ 4.9 g/cm3） 电
阻率 ρ （ Ω.cm ）,功率损耗 Pc（ mW/g）
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《铁氧体生产工艺技术》
MnZn高磁导率磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
复数磁导率
高磁导率铁氧体磁芯主要应用 于？
1.局域网隔离变压器和共模滤波器
这些器件在计算机联网用的网卡中是必备的
2.场致发光电源变压器：许多钟、表,BP
机笔记本电脑话频（ 300— 3400Hz） 变压器
3.程控交换机中的话频变压器目前多用 EP13
高磁导率磁芯 ……
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《铁氧体生产工艺技术》
提高 μ i,低 Hc的软磁材料的途径
①, 提高 Ms值
②, 降低 K1值, λs值
降低 K1值, λs值的途径有：
a,非磁性离子 Zn,Cd（ 镉 ） 等的置换
,b,K1抵消法, c,降低 σ值 d,减少夹
杂物, 提高密度, 增大晶粒尺寸 。
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《铁氧体生产工艺技术》
磁导率的稳定性
磁导率的频率稳定性 ——磁谱
μ i和共振频率 fr满足
fr（ μ i-1） =γMs/ 3π 或 fr（ μ si-1）
=3Ms/βD
μ si为静态初始磁导率, β 为阻尼系数, D为
晶粒尺寸 （ P70） 图 3.2.1是 NiZn铁氧体的典
型磁谱 。 从上可知, 当磁性材料应用于高频
时, 为了避免驰豫与共振损耗, 就要相应地
降低 μ i值
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《铁氧体生产工艺技术》
μi的温度稳定性
Mn-Zn,Ni-Zn铁氧体的 μ i-T曲线在居
里点剧烈下降，十分陡峭。利用该特
性的热敏铁氧体元件已广泛应用于
30-200℃ 范围内的 30～ 200℃ 范围内的
温度控制器中 。
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《铁氧体生产工艺技术》
提高 μ i温度稳定性降低温度系数的途径
⑴非磁性离子的置换如以 Al3+等非磁性离
子来置换 Fe3+,可以使各向异性常数减少，
从而改善温度系数。
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《铁氧体生产工艺技术》
⑵利用形状退磁因子来改善温度系数用退磁场
样品制成一定的形状（如存在一定的空隙等），
也可将已烧成的铁氧体研碎后，再用绝缘介质
均匀混合制成磁介质，对一般烧结铁氧体，细化
晶粒在一定程度上也能降低温度系数
提高 μ i温度稳定性降低温度系数的途径
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《铁氧体生产工艺技术》
磁导率的时间稳定性
磁导率随时间的延长而逐渐下降，一
部分是由于材料内部结构随时间变化而
引起磁导率的下降，这种变化是不可逆
转的，称为老化
老化?
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《铁氧体生产工艺技术》
减落?
磁导率随时间的延长而逐渐下降一
部分是可逆的，即经过重新磁中性化
后可以恢复原值。这种随时间的变化
称为减落 。
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《铁氧体生产工艺技术》
防止阳离子空位的产生，在工艺
上采用平衡氧气氛烧结，在配方中
附加少量添加物，如,CaO,SiO2、
TaO5（ 钽）,ZrO2等。
降低减落的主要 措施?
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《铁氧体生产工艺技术》
三、锰锌铁氧体的制备
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《铁氧体生产工艺技术》
教学目标
熟悉锰锌铁氧体的配方、烧结工艺原
理
职业技能教学点：
1,配方对电磁性能 的影响；
2,烧结 气氛对产品 质量的影
响 。
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《铁氧体生产工艺技术》
引入新课：
锰锌铁氧体在其使用的频率
1000Hz～ 5MHz范围内具有较其
它铁氧体更多的优点。如：铁
滞损耗低、起始磁导率（ μ i）
大、居里温度高等，而且价格
较便宜。因而生产量大，在低
频段应用很广
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《铁氧体生产工艺技术》
配方
高磁导率铁氧体的基本配方
Fe2O3 50.5～ 55.5%（ mol%）, MnO
16.5～ 35.5%（ mol%）, ZnO 14～
28%（ mol%） 。 含铁量较小时损耗
很大；含铁量较高而含锌量低时
μ i太小；含锌量过大时居里点太
低 。
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《铁氧体生产工艺技术》
高磁导率 MnZn铁氧体 EC型 磁芯
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高磁导率 MnZn铁氧体 EP型 磁芯
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高磁导率 MnZn铁氧体 RM型 磁芯
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高磁导率 MnZn铁氧体 EE型 磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
功率铁氧体的配方
功率铁氧体主要用于变压器磁芯，工作于
高功率状态。要求高饱和磁化强度、低损耗。
开关电源变压器的功率铁氧体的参考配
方为,Fe2O3 75wt%,ZnO 23wt%,CoO 1 wt%、
Al2O3 0.5 wt%,SiO2 0.1 wt%,CaO 0.4 wt%。
性能指标为,Bs=500mT（ 25℃ ） Bm=400mT（ 100℃,
H=2000A/m）,Br=80Mt,Hc=150A/m,μ =70。
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《铁氧体生产工艺技术》
MnZn功率铁氧体 EC型 磁芯
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开关电源变压器
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开关电源变压器
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开关电源变压器
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开关电源变压器
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《铁氧体生产工艺技术》
添加物的选用
CaO,SiO2
少量 Ca2+的添加基本上不影响初始
磁导率以及磁滞与剩磁的损耗，而
显著地降低涡流损耗，使 Q值大幅度
提高。
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《铁氧体生产工艺技术》
为了提高材料的 μQ 值、同时改善稳定性
，通常将 CaO与 SiO2,CeO2,Ta2O5,V2O5、
SnO2,InO3,ZrO2,Nb2O3等高价离子合并使
用。
CaO-SiO2组合 可以显著的提高 MnZn铁氧
体的电阻率，从而降低损耗因数。 SiO2含量
不宜过大（ 低于 0.5wt%）,否则促使晶粒非
连续长大。
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《铁氧体生产工艺技术》
Ti4+,Sn4+,Ge4+,V5+等高价离子
Fe2+除取决于基本配方与气氛中，亦
可通过添加高价离子进行控制。
Sn4+,Ge4+等起着与 Ti相似的作用，
有利于降低损耗。
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《铁氧体生产工艺技术》
Co2O3
Co2+与 Fe2+在合适的组合条件下可以
获得十分平坦的 μi –T曲线。
除了上述 Ca,Si,Ti,Co等离子添
加物外，其它还有添加 Al2O3以改善
温度稳定性，添加 WO3,P2O3。 CuO
等以促进良好的显微结构。
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《铁氧体生产工艺技术》
低损耗，高稳定性
实例
Fe2O3,MnO,ZnO=54,36,10,附加：
0.06wt%CaO,0.02wt%SiO2,0.15wt%Co2O3
,2.0wt%SnO2,1180℃ 在 0.6wt%O2的氮气
氛中陪烧, 8hrs样品性能如下,μi =1100
。 Qf=240℃, tgδ/μ=0.8x10-6（ 100KH2） D
F=1.5x10-6,Δμ/μ2ΔT=（ 0.5+0.04） x10-
6℃ （ ΔT,-20—+80℃ ）
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《铁氧体生产工艺技术》
烧结气氛的影响
平衡氧气氛烧结对制备 MnZnFe2O4是十
分重要的，但在大生产中，要连续调
节气氛使产品处于平衡氧压下降温是
比较困难的。
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《铁氧体生产工艺技术》
⑴分段控制气氛
⑵ 真空 烧结法
⑶高压充氮法
⑷ 氮气 烧结法
⑸淬火法
⑹燃烧铁氧体 ⑺助溶剂法
通常采用什么方法
控制?
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《铁氧体生产工艺技术》
真空烧结法
常用的窑炉有真空烧结炉、钟罩窑。用
真空泵控制升温、保温、降温各阶段氧
分压的大小。特点是冷却较慢、设备复
杂、生产周期长、产量低。可用于生产
形状复杂、尺寸大、量小的产品。可控
制烧结温度曲线，自动控温。
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《铁氧体生产工艺技术》
SDR系列真空烧结炉
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《铁氧体生产工艺技术》
真空烧结炉
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《铁氧体生产工艺技术》
SRD系列真空烧结炉
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《铁氧体生产工艺技术》
氮气烧结法
通过调节烧结窑炉（氮气推板窑、辊道窑）
中氮气的流量以控制氧气氛。目前常采用
分阶段气氛冷却法 ——即将降温段分为几
个温区，每一温区取一定的氧分压，其平
均效果可接近于平均氧分压法。常用于生
产高 μ Q,高稳定性的软磁铁氧体
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《铁氧体生产工艺技术》
四、镍锌铁氧体的制备
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《铁氧体生产工艺技术》
教学目标
熟悉锰锌铁氧体的配方、烧结工艺
原理
职业技能教学点：
镍锌铁氧体 （ NiZnFe2O4） 的
基本配方； 添加剂的影响 ；
NiCuZnFe2O4中 Cu的作用原理
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《铁氧体生产工艺技术》
在 1～ 100MHz范围内, NiZnFe2O4应用
最广泛 。 使用频率高, 频带宽 。 由于
Ni2+不易变价, 故可在氧气氛中烧结
,以避免 Fe2+离子的产生 。 电阻率 ρ
可达 106Ω,cm以上 。 缺点是,Ni资源
缺乏, 故生产成本较高 。
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《铁氧体生产工艺技术》
基本配方
1,Fe2O3的含量接近于 50mol%时,μ i最
高。对（ Ni0.32Zn0.68O） 1-x（ Fe2O3） 1+x
的配方,1,当 x＞ 0时，密度随 x值
的增加而下降，从而导致 μ i值的下降
2、当 x＜ 0时，会产生非磁性相，因而
μ i随 x负值的增大而下降；
3、随着 Ni含量的增加,Fe2O3的下降，
这主要是由于偏离 λs, K1较小的区域
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《铁氧体生产工艺技术》
4,ZnO含量因使用频率与具体用途而异，
当用于 1MHz以下较低频段时 ZnO含量可适
当提高，甚至可达 35%。使用频率的增高
，要求 ZnO含量随之减小，甚至可低到百
分之几（摩尔比）
NiZnFe2O4用于大功率高频场中（因此称为高频
磁）需要的是高饱和磁感应强度。通常取
NiFe2O4,ZnFe2O4=60%,40%的配比即
Ni0.6Zn0.4Fe2O4。
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《铁氧体生产工艺技术》
NiZn功率铁氧体 H型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
NiZn功率铁氧体 BH型磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
添加剂的影响
1、添加 Co2O3
在 NiZnFe2O4中添加少量的钴，可以产生
感生各向异性，有利于 提高截止频率，
降低损耗。另一方面由于 Co3+的存在，
将会在 μ i-T曲线上呈现第二峰，有利于
改善温度特性。
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《铁氧体生产工艺技术》
2、添加 BaO
Ba2+半径大，加入后使局部区域
晶格畸变，磁晶各向异性常数 Ko
（ n＞ 1） 的值有一定增加，从而
有可能得到 平坦 的 μ i-T曲线和 低
的高频损耗。
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《铁氧体生产工艺技术》
3、添加 SnO2
NiZnFe2O4在烧结中，伴随 Zn离子
的挥发，相应地有部分 Fe3+转变为
Fe2+,使电阻率下降。
含 Sn的 NiZnFe2O4电阻率高、涡流损耗
小，可作为高频（ 0.1～ 75MHz） 的感
抗磁芯
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《铁氧体生产工艺技术》
4、添加 SiO2,Bi2O3
添加 Bi2O3主要起降低熔点和致密化的作
用。 Si4+（ 0.41A） 进入晶格相应的产生 Fe2+
,改变了磁晶各向异性常数，导致负的温
度系数。如果只加入 SiO2,则只有当温度大
于 1300℃ 时,Si4+进入晶格，而在高温下烧
结，将使晶粒长大。而当 SiO2和 Bi2O3组合
添加时,Si4+可在较低的温度下进入
NiZnFe2O4晶格，同时得到细晶粒。
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《铁氧体生产工艺技术》
NiCuZnFe2O4中 Cu的作用原理
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《铁氧体生产工艺技术》
广乏用于广播电视、收录机、录
像机、通信设备、程控交换机、计
算机等整机。
片式电感器的用途
NiCuZnFe2O4片式电感器的
关键材料
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《铁氧体生产工艺技术》
多层片式电感器（ MLCI） 的
工艺技术关键
实现软磁铁氧体和纯银内导体材料的共
烧结，这就要求其中的软磁铁氧体必须
兼备低温烧结和高性能的特点。
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《铁氧体生产工艺技术》
这主要有两个方面的原因
1,Cu与 NiCuZn铁氧体总的其它组分在烧
结过程中形成 低共熔物, 导致在较低温度
下出现液相, 再通过液相传质和粘结作用
,促进烧结 。
2,CuFe2O4和 NiZnFe2O4形成 固溶体,在
烧结过程中,CuO会进入晶格形成 NiCuZn
尖晶石固溶体，其烧结机制为过度液相
烧结,有利于获得电磁和机械性能优良
的材料。
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《铁氧体生产工艺技术》
NiCuZnFe2O4是在 NiZnFe2O4基础上引入第三
组元 CuO构成的。 CuO对实现该系统材料的
低温烧结，以保证片式电感器全 Ag内电极
的实现起到关键作用。
CuO具有明显的降低烧结温度的作用。当
CuO增大到 x=0.275时，烧结温度降到 960℃,
x再增大，烧结温度不再下降。
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《铁氧体生产工艺技术》
课后小结
1,NiCuZnFe2O4的基本配方,⑴ Fe2O3接近于
50mol%时, μ i最高； （ Ni0.32Zn0.68O） 1-x（
Fe2O3） 1+x的配方, 结果显示：当 x＞ 0时, 密
度随 x值的增加而下降, 从而 μ i值的下降；
当 x＜ 0时, 会产生非磁性相, 也会导致 μ i下
降 。 ⑵ 通讯用 NiZn铁氧体的配方与截止频率
的关系
2,添加剂的影响； NiCuZnFe2O4中 CuO的作用
。
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《铁氧体生产工艺技术》
作业
1、简述 NiCuZnFe2O4的基本配方、基
本用途及对主要参数的要求？
2,NiCuZnFe2O4中,CuO的加入起到
了哪些方面的作用？
3,NiCuZnFe2O4铁氧体主要应用在
哪些场合？
