浅谈磁性陶瓷制作工艺

　　磁性陶瓷在人类日常生活、科技与国防事业中运用广泛?熏它是由含铁氧化物和具有磁性而不含铁元素的氧化物经陶瓷工艺技术而制成的外金属磁性陶瓷材料。磁性陶瓷又称铁氧体或铁淦氧，是特种陶瓷材料的重要品种。

　　磁性陶瓷的半导体材料，它的电阻率在１０～１０７Ω·ｍ，用作磁芯时，涡流损失小，介质损耗低，**适合使用于一般磁性金属磁性材料无法胜任的高频下，多样的磁学性能，使磁性陶瓷在自动化控制、电子计算机和微波技术等方面获得广泛应用，显示出它强大的生命力。

　　一、磁性原理

　　众所周知，物质的特性是由构成物质的原子结构决定的。电子不停地围绕原子核旋转，同时还在自转，因而就会产生磁场，象一个个小小的磁铁，这叫做磁矩，原子核也具有磁矩。可以这样说，一切物质都具有磁性。那么，为什么大多数物质在自然界并不显示磁性呢？如果物质结构具有填满轨道的成对电子，它们的磁矩接近互相抵消，使得物质的磁性非常弱，因而大多数物质几乎不显示磁性。而只有如铁、钴、镍等过渡族或稀士族元素，其外层轨道有不成对电子，它们产生的磁矩彼此没有完全抵消，因而保留了一个**磁矩。该磁矩在一种“交换作用”机理作用下，使许多原子磁矩相叠加，就形成了一个磁铁，物质在宏观上就表现出很强的磁性，具有这种特性的材料就是铁磁性材料。

　　铁磁性材料的一大特点就是相对磁导率特别大，另一大特点就是铁磁性在一定温度和磁场作用下，显示出很强的磁性。实验证实：单一元素的磁性并不好，而几种铁磁性元素与其它元素组成合金时，才具有优良的磁性能，磁性陶瓷即属这一类铁磁性材料。

　　二、磁性陶瓷的类别

　　磁性陶瓷按晶体结构分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型三类。根据外加磁场和磁化情况不同，分为软磁铁氧体、压磁铁氧体、旋磁铁氧体、钜磁铁氧体、压磁铁氧体五类。

　　软磁铁氧体，易被磁化，也容易退磁，适用于反复磁化的场合，可作为导磁介质，以高效、低耗传递电磁能量。它的**大用途是各种变压器、传感器、电磁铁、继电器等电感元件。

　　硬磁铁氧体，磁滞特性很强，磁化后不易退磁，并能长期保持其磁性。主要在磁路中作为永磁铁来产生恒稳磁场。如用作录音磁头、电视聚焦器和扬声器、示波器、磁电仪表等等。

　　旋磁铁氧体，具有旋磁效应，能使作用于它的电磁波发生一定角度的偏转。利用此性质，可制成各种元器体，如衰减器、调制器和环行器、隔离器、回相器以及倍频器、混频器、放大器等等。

　　矩磁铁氧体，具有矩形磁滞回线的磁性材料，可用于电子计算机上的记忆元件，逻辑元件，磁光存储器和磁声存储器等等。

　　压磁铁氧体，在外力作用下可产生磁致伸缩效应的材料。在外力作用下可产生磁致伸缩效应的材料。在超声工程方面可用作；超声发生器、接收器、探声器和声纳等；在计算计中作各类存储器；在电讯方向作滤波器，稳频器振荡器等等。

　　三、磁性陶瓷制作工艺

　　１、软磁铁氧体

　　目前，软磁铁氧体品种**多，应用**为广泛。根据不同用途，有成分，性能吻合的各类铁氧体，如在超高频范围，可选用磁铅石型六方铁氧体，在音频、中频、高频范围、常用尖晶石型的Ｍｎ—Ｚｎ铁氧体，Ｎｉ－Ｚｎ铁氧体，Ｌｉ—Ｚｎ铁氧体等。

　　软磁铁氧体的制作生产，要求原料纯度高，配比精确。实验证实：在Ｍｎ—Ｚｎ铁氧体的配方组成中，Ｆｅ２Ｏ３含量在５３～６３５％时，铁氧体的磁致伸缩系数接近于Ｏ，适用于不同频率，具有良好的特性。另外，随着ＺｎＯ含量增加，磁导率和磁感应强度提高。若ＺｎＯ含量超过２５％时，磁导率反而下降。为改善磁性能，促进烧结，可在配方中引入外加剂。如加入少量ＷＯ３，有助于晶粒成长，提高磁导率；加入ＣａＯ、ＳｉＯ２或ＣａＯ、Ｂａ２Ｏ３以及ＣｅＯ２能提高电阻率，降低损耗；加入ＣａＯ可降低烧结温度，提高密度；加入微量Ｐ２Ｏ５也能使烧成温度降低。

　　在Ｎｉ—Ｚｎ铁氧中，要严格控制Ｆｅ２Ｏ３的含量，相应提高ＮｉＯ含量。一般来说，使用频率要求越高，ＮｉＯ含量增加，而ＺｎＯ含量要低。为降低烧结温度，改善磁性，可引入微量ＣａＯ、ＣｕＯ、ＣｏＯ和ＭｎＯ等外加剂。一种适用于高频的Ｎｉ—Ｚｎ软磁铁氧体的配方范围为：Ｆｅ２Ｏ３ ５０～７０％ＺｎＯ ５～４０％ ＮｉＯ ５～４０％。

　　软磁铁氧体的成型，一般彩用；干压，挤制，注浆或热压铸以及等静压，热压和爆炸法等方法。为减少制品烧成收缩，使反应充分，同时提高铁氧体的内在性能，一般要先进行预烧，有的进行低温预烧，有的进行高温预烧，有的甚至要求两次预烧。铁氧体的烧成，一般选用硅碳棒电窑，在１１５０～１３５０℃的氧化气氛中进行。在烧制高磁导率的软磁铁氧体时，还必须控制冷却速度，使之缓慢冷却，以降解铁氧体的内部应力。