鐵氧體生產(chǎn)工藝技術(shù)課件

軟磁鐵氧體材料大生產(chǎn)工藝控制技術(shù)一、軟磁鐵氧體現(xiàn)狀及發(fā)展教學目標

熟悉軟磁鐵氧體的基本用途，生產(chǎn)現(xiàn)狀，發(fā)展方向職業(yè)技能教學點：

1、基本應(yīng)用，2、國內(nèi)概況，3、常用工藝流程，4、發(fā)展方向應(yīng)用概況

軟磁鐵氧體，易磁化，也易退磁，適於高頻應(yīng)用。

國內(nèi)軟磁鐵氧體磁芯產(chǎn)量中80—90wt%用於消費類電子設(shè)備中。

消費類電子產(chǎn)品中使用軟磁鐵氧體磁芯大致分為以下四類

1）、U型，E型功率材料磁芯：主要用於開關(guān)電源變壓器，回掃變壓器，枕校變壓器和行推動器等

錳鋅功率鐵氧體

EI型磁芯

錳鋅功率鐵氧體

UF型磁芯

錳鋅功率鐵氧體

EC型磁芯

錳鋅功率鐵氧體

RM型磁芯

開關(guān)電源變壓器2）、用高阻率的MgMnZnFe2O4系鐵氧體製成的偏轉(zhuǎn)磁芯。

3）用高磁導率的錳鋅鐵氧體製成的電源濾波器磁芯。如UF型，EE型，日字型磁芯等

適用於頻率50hz，額定電壓400v的配電系統(tǒng)中。根據(jù)系統(tǒng)感性無功量的多少，自動快速的調(diào)節(jié)無功電流的輸出，使系統(tǒng)無功功率得到快速補償，從而提高電網(wǎng)電壓品質(zhì)，減少系統(tǒng)和變壓器損耗，達到節(jié)能的目的。無源濾波器

防變頻器在工作時輸入端對電網(wǎng)及其它數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生干擾變頻器輸入端電源濾波器電磁遮罩專用濾波器在很寬頻帶（20KHZ-10GHZ）範圍內(nèi)具有極高的插入損耗（大於50dB），極佳的高頻干擾抑制特性

4)用高頻鎳鋅鐵氧體製成的多種電感線圈，小型固定電感器。其形狀種類眾多，主要有：工字型磁芯，螺紋磁芯，帽形磁芯，雙孔磁芯等。

SP型貼片功率電感用於筆記本電腦、網(wǎng)路通訊SPE型貼片功率電感用於可攜式通訊設(shè)備SMD遮罩型功率電感器

國內(nèi)概況-生產(chǎn)及市場需求資訊化的基礎(chǔ)是網(wǎng)路，網(wǎng)路的優(yōu)化和對資訊消費的需求使得人類對網(wǎng)路終端的數(shù)量和品質(zhì)提出了越來越高的要求。軟磁材料作為電子資訊產(chǎn)品主要構(gòu)件之一，在網(wǎng)路終端中的應(yīng)用十分廣泛。網(wǎng)路終端有手機、PC、筆記本電腦和數(shù)字電視終端等。數(shù)字電視終端主要由平板電視構(gòu)成，而平板電視主要又有液晶電視(LCD)和等離子(PDP)電視兩大門類，而上述終端都無一例外需要用到軟磁體。因此，未來數(shù)年內(nèi)，軟磁材料依然會保持較高的發(fā)展速度。生產(chǎn)及市場需求預計由於電子資訊產(chǎn)業(yè)的推動，未來五年中世界對軟磁鐵氧體的需求將繼續(xù)保持在10%～15%的增長率水準。另外，新型綠色照明技術(shù)、電子產(chǎn)品數(shù)位化、汽車電子、表面貼裝技術(shù)等的飛速發(fā)展，進一步增加了軟磁鐵氧體的市場需求，對軟磁鐵氧體和元件帶來良好發(fā)展機遇。軟磁鐵氧體材料的製備

國內(nèi)常用製造軟磁鐵氧體的工藝流程

配料→｛A：濕混→烘乾→制坯；B：幹式強混→造球｝→預燒→粗粉碎→砂磨→噴霧乾燥造?！尚汀鸁Y(jié)→磨加工→檢測。

研究方向為適應(yīng)電子元器件小型化，微型化的需要，國內(nèi)外都在致力於開發(fā)兩大類磁性優(yōu)異的材料，寬頻變壓器用的高磁導率鐵氧體（VHP）和開關(guān)電源用的低功耗鐵氧體（LPL）。

二、軟磁鐵氧體的主要性能教學目標

熟悉軟磁鐵氧體的主要磁性參數(shù)以及對使用的影響職業(yè)技能教學點：

1、複數(shù)磁導率；2、磁導率的穩(wěn)定性。

軟磁鐵氧體的主要技術(shù)參數(shù)有初始磁導率μi居裏溫度Tc（℃）剩磁Br（mT）比損耗係數(shù)tgδ/μi（x10-6）、比溫度係數(shù)αμ/μi（x10-6）、矯頑力HCJ（A/m）減落因素DF（x10）、飽和磁通密度B（mT）、密度d（g/cm3）（一般小於4.5～4.9g/cm3）電阻率ρ（Ω.cm）、功率損耗Pc（mW/g）MnZn高磁導率磁芯複數(shù)磁導率

高磁導率鐵氧體磁芯主要應(yīng)用於？1.局域網(wǎng)隔離變壓器和共模濾波器這些器件在電腦聯(lián)網(wǎng)用的網(wǎng)卡中是必備的

2.場致發(fā)光電源變壓器：許多鐘、表、BP機筆記本電腦話頻（300—3400Hz）變壓器3.程式控制交換機中的話頻變壓器目前多用EP13高磁導率磁芯……

提高μi、低Hc的軟磁材料的途徑①、提高Ms值②、降低K1值、λs值降低K1值、λs值的途徑有：a、非磁性離子Zn、Cd（鎘）等的置換：b、K1抵消法：

c、降低σ值d、減少夾雜物、提高密度、增大晶粒尺寸。磁導率的穩(wěn)定性

磁導率的頻率穩(wěn)定性——磁譜μi和共振頻率fr滿足fr（μi-1）=γMs/3π或fr（μsi-1）=3Ms/βDμsi為靜態(tài)初始磁導率，β為阻尼係數(shù)，D為晶粒尺寸（P70）圖3.2.1是NiZn鐵氧體的典型磁譜。從上可知，當磁性材料應(yīng)用於高頻時，為了避免馳豫與共振損耗，就要相應(yīng)地降低μi值μi的溫度穩(wěn)定性Mn-Zn、Ni-Zn鐵氧體的μi-T曲線在居裏點劇烈下降，十分陡峭。利用該特性的熱敏鐵氧體元件已廣泛應(yīng)用於30-200℃範圍內(nèi)的30～200℃範圍內(nèi)的溫度控制器中。

提高μi溫度穩(wěn)定性降低溫度係數(shù)的途徑⑴非磁性離子的置換如以Al3+等非磁性離子來置換Fe3+，可以使各向異性常數(shù)減少，從而改善溫度係數(shù)。⑵利用形狀退磁因數(shù)來改善溫度係數(shù)用退磁場樣品製成一定的形狀（如存在一定的空隙等），也可將已燒成的鐵氧體研碎後，再用絕緣介質(zhì)均勻混合製成磁介質(zhì)，對一般燒結(jié)鐵氧體，細化晶粒在一定程度上也能降低溫度係數(shù)

提高μi溫度穩(wěn)定性降低溫度係數(shù)的途徑磁導率的時間穩(wěn)定性

磁導率隨時間的延長而逐漸下降，一部分是由於材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨時間變化而引起磁導率的下降，這種變化是不可逆轉(zhuǎn)的，稱為老化老化?減落?

磁導率隨時間的延長而逐漸下降一部分是可逆的，即經(jīng)過重新磁中性化後可以恢復原值。這種隨時間的變化稱為減落。

防止陽離子空位的產(chǎn)生，在工藝上採用平衡氧氣氛燒結(jié)，在配方中附加少量添加物，如：CaO、SiO2、TaO5（鉭）、ZrO2等。降低減落的主要措施?三、錳鋅鐵氧體的製備教學目標

熟悉錳鋅鐵氧體的配方、燒結(jié)工藝原理職業(yè)技能教學點：

1、配方對電磁性能的影響；

2、燒結(jié)氣氛對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

引入新課：

錳鋅鐵氧體在其使用的頻率1000Hz～5MHz範圍內(nèi)具有較其他鐵氧體更多的優(yōu)點。如：鐵滯損耗低、起始磁導率（μi）大、居裏溫度高等，而且價格較便宜。因而生產(chǎn)量大，在低頻段應(yīng)用很廣配方高磁導率鐵氧體的基本配方Fe2O350.5～55.5%（mol%）、MnO16.5～35.5%（mol%）、ZnO14～28%（mol%）。含鐵量較小時損耗很大；含鐵量較高而含鋅量低時μi太小；含鋅量過大時居裏點太低。高磁導率MnZn鐵氧體EC型磁芯

高磁導率MnZn鐵氧體EP型磁芯

高磁導率MnZn鐵氧體RM型磁芯

高磁導率MnZn鐵氧體EE型磁芯

功率鐵氧體的配方功率鐵氧體主要用於變壓器磁芯，工作於高功率狀態(tài)。要求高飽和磁化強度、低損耗。開關(guān)電源變壓器的功率鐵氧體的參考配方為：Fe2O375wt%、ZnO23wt%、CoO1wt%、Al2O30.5wt%、SiO20.1wt%、CaO0.4wt%。性能指標為：Bs=500mT（25℃）Bm=400mT（100℃、H=2000A/m）、Br=80Mt、Hc=150A/m、μ=70。

MnZn功率鐵氧體EC型磁芯

開關(guān)電源變壓器

開關(guān)電源變壓器

開關(guān)電源變壓器開關(guān)電源變壓器添加物的選用CaO、SiO2

少量Ca2+的添加基本上不影響初始磁導率以及磁滯與剩磁的損耗，而顯著地降低渦流損耗，使Q值大幅度提高。

為了提高材料的μQ值、同時改善穩(wěn)定性，通常將CaO與SiO2、CeO2、Ta2O5、V2O5、SnO2、InO3、ZrO2、Nb2O3等高價離子合併使用。

CaO-SiO2組合可以顯著的提高MnZn鐵氧體的電阻率，從而降低損耗因數(shù)。SiO2含量不宜過大（低於0.5wt%），否則促使晶粒非連續(xù)長大。

Ti4+、Sn4+、Ge4+、V5+等高價離子Fe2+除取決於基本配方與氣氛中，亦可通過添加高價離子進行控制。Sn4+、Ge4+等起著與Ti相似的作用，有利於降低損耗。Co2O3

Co2+與Fe2+在合適的組合條件下可以獲得十分平坦的μi

–T曲線。除了上述Ca，Si，Ti，Co等離子添加物外，其他還有添加Al2O3以改善溫度穩(wěn)定性，添加WO3，P2O3。CuO等以促進良好的顯微結(jié)構(gòu)。

低損耗，高穩(wěn)定性實例

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的氮氣氛中陪燒，8hrs樣品性能如下：μi=1100。Qf=240℃，tgδ/μ=0.8x10-6（100KH2）DF=1.5x10-6，Δμ/μ2ΔT=（0.5+0.04）x10-6℃（ΔT：-20—+80℃）燒結(jié)氣氛的影響平衡氧氣氛燒結(jié)對製備MnZnFe2O4是十分重要的，但在大生產(chǎn)中，要連續(xù)調(diào)節(jié)氣氛使產(chǎn)品處於平衡氧壓下降溫是比較困難的。⑴分段控制氣氛⑵真空燒結(jié)法

⑶高壓充氮法⑷氮氣燒結(jié)法

⑸淬火法⑹燃燒鐵氧體

⑺助溶劑法

通常採用什麼方法控制?真空燒結(jié)法

常用的窯爐有真空燒結(jié)爐、鐘罩窯。用真空泵控制升溫、保溫、降溫各階段氧分壓的大小。特點是冷卻較慢、設(shè)備複雜、生產(chǎn)週期長、產(chǎn)量低?？捎渺渡a(chǎn)形狀複雜、尺寸大、量小的產(chǎn)品?？煽刂茻Y(jié)溫度曲線，自動控溫。

SDR系列真空燒結(jié)爐真空燒結(jié)爐SRD系列真空燒結(jié)爐氮氣燒結(jié)法通過調(diào)節(jié)燒結(jié)窯爐（氮氣推板窯、輥道窯）中氮氣的流量以控制氧氣氛。目前常採用分階段氣氛冷卻法——即將降溫段分為幾個溫區(qū)，每一溫區(qū)取一定的氧分壓，其平均效果可接近於平均氧分壓法。常用於生產(chǎn)高μQ、高穩(wěn)定性的軟磁鐵氧體

四、鎳鋅鐵氧體的製備

教學目標

熟悉錳鋅鐵氧體的配方、燒結(jié)工藝原理職業(yè)技能教學點：

鎳鋅鐵氧體（NiZnFe2O4）的基本配方；添加劑的影響；NiCuZnFe2O4中Cu的作用原理

在1～100MHz範圍內(nèi)，NiZnFe2O4應(yīng)用最廣泛。使用頻率高、頻帶寬。由於Ni2+不易變價，故可在氧氣氛中燒結(jié)，以避免Fe2+離子的產(chǎn)生。電阻率ρ可達106Ω.cm以上。缺點是：Ni資源缺乏，故生產(chǎn)成本較高?；九浞?、Fe2O3的含量接近於50mol%時，μi最高。對（Ni0.32Zn0.68O）1-x（Fe2O3）1+x的配方，1、

當x＞0時，密度隨x值的增加而下降，從而導致μi值的下降2、當x＜0時，會產(chǎn)生非磁性相，因而μi隨x負值的增大而下降；3、隨著Ni含量的增加，F(xiàn)e2O3的下降，這主要是由於偏離λs、K1較小的區(qū)域4、ZnO含量因使用頻率與具體用途而異，當用於1MHz以下較低頻段時ZnO含量可適當提高，甚至可達35%。使用頻率的增高，要求ZnO含量隨之減小，甚至可低到百分之幾（摩爾比）NiZnFe2O4用於大功率高頻場中（因此稱為高頻磁）需要的是高飽和磁感應(yīng)強度。通常取NiFe2O4：ZnFe2O4=60%：40%的配比即Ni0.6Zn0.4Fe2O4。NiZn功率鐵氧體H型磁芯NiZn功率鐵氧體BH型磁芯添加劑的影響1、添加Co2O3

在NiZnFe2O4中添加少量的鈷，可以產(chǎn)生感生各向異性，有利於提高截止頻率，降低損耗。另一方面由於Co3+的存在，將會在μi-T曲線上呈現(xiàn)第二峰，有利於改善溫度特性。

2、添加BaO

Ba2+半徑大，加入後使局部區(qū)域晶格畸變，磁晶各向異性常數(shù)Ko（n＞1）的值有一定增加，從而有可能得到平坦的μi-T曲線和低的高頻損耗。

3、添加SnO2

NiZnFe2O4在燒結(jié)中，伴隨Zn離子的揮發(fā)，相應(yīng)地有部分Fe3+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+，使電阻率下降。含Sn的NiZnFe2O4電阻率高、渦流損耗小，可作為高頻（0.1～75MHz）的感抗磁芯4、添加SiO2、Bi2O3

添加Bi2O3主要起降低熔點和緻密化的作用。Si4+（0.41A）進入晶格相應(yīng)的產(chǎn)生Fe2+，改變了磁晶各向異性常數(shù)，導致負的溫度係數(shù)。如果只加入SiO2，則只有當溫度大於1300℃時，Si4+進入晶格，而在高溫下燒結(jié)，將使晶粒長大。而當SiO2和Bi2O3組合添加時，Si4+可在較低的溫度下進入NiZnFe2O4晶格，同時得到細晶粒。

NiCuZnFe2O4中Cu的作用原理廣乏用於廣播電視、收錄機、錄影機、通信設(shè)備、程式控制交換機、電腦等整機。片式電感器的用途NiCuZnFe2O4

片式電感器的關(guān)鍵材料多層片式電感器（MLCI）的工藝技術(shù)關(guān)鍵

實現(xiàn)軟磁鐵氧體和純銀內(nèi)導體材料的共燒結(jié)，這就要求其中的軟磁鐵氧體必須兼?zhèn)涞蜏責Y(jié)和高性能的特點。這主要有兩個方面的原因

1、Cu與NiCuZn鐵氧體總的其他組分在燒結(jié)過程中形成低共熔物，導致在較低溫度下出現(xiàn)液相，再通過液相傳質(zhì)和粘結(jié)作用，促進燒結(jié)。

2、CuFe2O4和NiZnFe2O4形成固溶體，在燒結(jié)過程中，CuO會進入晶格形成NiCuZn尖晶石固溶體，其燒結(jié)機制為過度液相燒結(jié)，有利於獲得電磁和機械性能優(yōu)良的材料。NiCuZnFe2O4是在NiZnFe2O4基礎(chǔ)上引入第三組元CuO構(gòu)成的。CuO對實現(xiàn)該系統(tǒng)材料的低溫燒結(jié)，以保證片式電感器全Ag內(nèi)電極的實現(xiàn)起到關(guān)鍵作用。

CuO具有明顯的降低燒結(jié)溫度的作用。當CuO增大到x=0.275時，燒結(jié)溫度降到960℃，x再增大，燒結(jié)溫度不再下降。

課後小結(jié)1、NiCuZnFe2O4的基本配方：⑴Fe2O3接近於50mol%時，μi最高；（Ni0.32Zn0.68O）1-x（Fe2O3）1+x的配方，結(jié)果顯示：當x＞0時，密度隨x值的增加而下降，從而μi值的下降；當x＜0時，會產(chǎn)生非磁性相，也會導致μi下降。⑵通訊用NiZn鐵氧體的配方與截止頻率的關(guān)係2、添加劑的影響；NiCuZnFe2O4中CuO的作用。作業(yè)1、簡述NiCuZnFe2O4的基本配方、基本用途及對主要參數(shù)的要求？2、NiCuZnFe2O4中，CuO的加入起到了哪些方面的作用？3、NiCuZnFe2O4鐵氧體主要應(yīng)用在哪些場合？

氧化物生產(chǎn)鐵氧體

(一)

§1.4氧化物法制造鐵氧體一、原料的分析與處理1、原料的含雜量

;

原料中存在的雜質(zhì)對鐵氧體的電磁性能影響很大，尤其是有害雜質(zhì)的含量不能超過允許值。

2、氧化鐵（Fe2O3）原料的製備氧化鐵（Fe2O3）的分子量為159.70，常溫下呈深紅色粉末狀態(tài)，不溶於水。氧化鐵的化學活性與其製造方法有關(guān)，工業(yè)產(chǎn)品常以硫酸鹽（FeSO4）、鹽酸鹽（FeCl2）或草酸鹽（Fe2（C2O4）3）為原料。例：用硫酸亞鐵製備氧化鐵，其反應(yīng)過程：氨水沉澱：FeSO4+2NH4OH→Fe（OH）2↓+（NH4）2SO4空氣氧化：2Fe（OH）2+O2/2→2FeOOH（鐵黃）+H2O鐵黃熱分解：2（α—FeOOH）4000Cα—Fe2O3+H2O由鐵精礦製備鐵紅的工藝流程：

磁鐵礦→球磨、磁選→精選礦（含全鐵70%）→酸洗（鹽酸或硫酸）→亞鐵鹽溶液→提純→堿式碳酸鹽→煆燒→α—Fe2O3二、原料、混合與粉碎原料確定之後，配方是決定產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。對鐵氧體配方，人們已積累了豐富的經(jīng)驗，通常用化學分式（分子式）表示配方。

例如：BaFe12O19，

Mn0.75Zn0.25Fe2.1O4

物料的混合粉碎物料的混合粉碎是鐵氧體生產(chǎn)的必須工序。作為混合的設(shè)備有滾動球磨機、振動球磨機、砂磨機、強混機等。粉碎機有連續(xù)（管磨）球磨機，雷蒙粉碎機等。1、滾動球磨機（1）、滾動球磨機的轉(zhuǎn)速（a）雪崩式：（b）瀑布式：（c）離心式：n最佳=32/√D（r/min）+C（r/min）

2、砂磨機振動篩鄂式破碎機CW臥式滾動球磨機球磨機球磨機LKS系列砂磨機

（2）鋼球大小現(xiàn)除永磁鐵氧體採用等徑（φ6—φ8mm）鋼球外，軟磁、旋磁、矩磁、壓磁仍採用混合鋼球，球徑d要求在：1/18D＞d＞1/30D（D＞0.2m）1/6D＞d＞1/10D（D＜0.2m）傳統(tǒng)大鋼球：中鋼球：小鋼球=15wt%：25wt%：60wt%（3）筒體與鋼球的品質(zhì)球磨過程中，筒內(nèi)壁，鋼球有磨損，主要成分為Fe，一般在配方中適當減少相應(yīng)的Fe含量，另外，鋼球採用高硬度，耐磨的軸承鋼球，筒壁內(nèi)襯採用高錳鋼板。

（4）球磨方式、時間與固液比常規(guī)球：料：水（wt）=1.5～2：1：1～1.5現(xiàn)在一般，4：1：1.5～2，6：1：1.5～2試驗：12：1：1.5～2要獲得最佳球磨效果，球、料、水的總體積約占筒容量的50—75%，超過則降低球磨效率。四、預燒

預燒用的回轉(zhuǎn)窯預燒

將配方一次球磨（混合）後的原料，造?；蝾A壓成塊或餅，在900—13000C左右，保溫2—4h其目的是使各類原料初步鐵氧體化（初步固相反應(yīng)），減少燒結(jié)時產(chǎn)品的收縮，常用的預燒設(shè)備：回轉(zhuǎn)窯，鐘擺窯，推板窯，箱式電爐等。預燒有最佳燒結(jié)溫度，若預燒溫度過低，則固相反應(yīng)不能充分進行，若預燒溫度過高，則最佳燒結(jié)溫度範圍較窄。

課後小結(jié)：一、原料的分析處理：1、原料的含雜量，2、主要原料Fe2O3及製備。二、原料配方計算：1、摩爾比，2、摩爾百分比，3、重量百分比，4、投料量。三、混合與粉碎：1、滾動球磨，2、砂磨與分級球磨四、預燒，初步鐵氧體化

作業(yè)佈置：1、製備鍶永磁鐵氧體（SrO6Fe2O3），預燒料1000Kg，已知SrCO3的分子量為147.6，F(xiàn)e2O3的分子量為159.7，SrCO3的純度為98%，F(xiàn)e2O3的純度為98.5%，試計算兩種原料的投放量為多少Kg？

第六講氧化物法生產(chǎn)鐵氧體（二）

教學目標：熟悉氧化物法生產(chǎn)鐵氧體的成型，燒結(jié)工藝。職業(yè)技能教學點：一、成型工藝：1、粘合劑；2、造粒；3、成型方法。二、燒結(jié)工藝：1、升溫階段；2、保溫過程；3、降溫過程。教學設(shè)計：復習——講授——小結(jié)——作業(yè)佈置教學手段：課堂講授，用燒結(jié)設(shè)備圖片做輔助教具復習上次課重點：一、原料的分析處理：二、原料配方計算三、混合與粉碎：四、預燒：

新課教學：§1、4鐵氧體氧化物法的燒結(jié)（二）五、成型1、粘合劑對粘合劑的要求：（1）

粘性好;（2）對鐵氧體原來成分無影響;（3）揮發(fā)溫度不要太集中;成型工序大生產(chǎn)概況產(chǎn)品成型用的壓機產(chǎn)品成型用的壓機產(chǎn)品成型用的壓機產(chǎn)品成型用的壓機2、造粒（製造顆粒料）3、成型方法及工藝（1）幹壓成型

（2）磁場成型（二章，永磁）（3）熱壓鑄成型（4）應(yīng)力取向成型（二章，或塑磁）；（5）注漿成型：鐵氧體生產(chǎn)及少使用；（6）流延法成型：

幹壓成型過程易出現(xiàn)的問題和原因：①

橫裂（層裂、起層）原因：a成型壓力過大，壓制時空氣被壓縮，脫模時發(fā)生彈性膨脹（回彈）而造成層裂；b、凹模的脫模斜率（錐度）過大。C、料粉幹濕不均勻或粘合劑不均勻存放時間過長等。②

縱裂原因：a、脫模時坯件受力不一致，b、裝料不均勻，c、芯桿無脫模斜度，脫模時坯件內(nèi)外膨脹不一致。

③龜裂原因：a、未壓緊，b、燒結(jié)時發(fā)生氧化。④坯件密度不均勻:原因：a顆粒流動性不好，b、裝料不均勻，c、加壓時間短，使內(nèi)部壓力不均勻，d、模具刷油過多，油浸入內(nèi)部。

六、燒結(jié)1、升溫階段：升溫過程大致分為四個階段：（1）從室溫～1000C;（2）100～3000C（3）300～6000C（4）600～10000C在保溫階段：3、降溫過程：幾類產(chǎn)品的開裂課後小結(jié)：一、對粘合劑的要求①粘性好，能吸附水；②易揮發(fā)，不殘留；③揮發(fā)溫度不過於集中，1000C＜T＜6000C。二、幹壓成型特點：生產(chǎn)效率高，易於實現(xiàn)自動化，雙向加壓均勻，壓力範圍300～500ｋg/cm2三、燒結(jié)的意義，燒結(jié)過程的升溫，保溫，降溫三個階段，容易出現(xiàn)的品質(zhì)問題作業(yè)佈置：1、幹壓成型粒料製備對粘合劑有哪些要求？2、燒結(jié)分為哪三個階段，在每個階段中應(yīng)注意哪些方面？3、燒結(jié)過程中，容易出現(xiàn)哪些品質(zhì)問題？怎樣區(qū)別？

鹽類分解法和共沉澱法制備

鐵氧體粉料

§1、5鹽類分解法常溫下極不易穩(wěn)定的（如MnO，CaO，Li2O，BaO等）、或者活性不好（如惰性Al2O3）的氧化物原料，常採用相應(yīng)的碳酸鹽（如MnCO3，LiCO3，BaCO3）或氫氧化物（如Al（OH）3）替代.

MnCO3→MnO+CO2↑,Li2CO3→Li2O+CO2↑剛分解出的氧化物活性好，有利於固相反應(yīng)的進行。

針對氧化物活性較差的特點，為了增進原料的活性，可採用錳鋅鐵等金屬的硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽或草酸鹽作為原料，將它們按比例混合加熱分解，分解時得到活性較大的氧化物，同時部分的鐵氧體化。

BaCO3→BaO+CO2↑，

2Al（OH）3→Al2O3+3H2O將鹽類分解法與噴霧技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的噴霧熱解法現(xiàn)已廣泛應(yīng)用於軟磁鐵氧體，六角晶系等材料的製備中。§1.6化學共沉澱法將鐵及其它金屬的鹽（SO42—或Cl—）按比例配好，在溶液狀態(tài)中均勻混合，再用強鹼如NaOH，NH4OH或（NH4）2C2O4，（NH4）2CO3等鹽類作沉澱劑，將所需的多種金屬離子共沉澱下來化學共沉澱法制備鐵氧體粉料，是高質(zhì)量鐵氧體的重要工藝。沉澱劑的選擇十分重要，早期採用NaOH作沉澱劑，但由於所得沉澱呈膠體狀，Na+很難洗滌乾淨，殘留的Na+對磁性影響很大，導致密度，磁導率急劇下降，沉澱劑的選擇十分重要，目前大多採用胺鹽，例如NH4OH，（NH4）2CO3等，如僅用NH4OH，由於生成易溶於水的絡(luò)合物，如[ZN（NH3）4]2+，以至Ni2+，Zn3+均難完全沉澱，採用（NH4）2C2O4沉澱效果好，但價格較貴。為改善成型壓制特性，可將共沉澱粉料置於8000C或以上溫度下進行預燒。氧化法是將配好的二價金屬離子水溶液（SO42—）加入強鹼（NaOH）,保持PH為一定值，即形成懸浮液，然後將溶液加溫，同時通入空氣進行氧化，

混合法是將金屬離子硫酸鹽或鹵化物通過溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為草酸鹽或碳酸鹽沉澱，然後在氧氣氛中高溫煆燒，以獲得鐵氧體粉料的方法。

化學共沉澱工藝中的核心問題溶液中各種離子能共同沉澱下來，以至殘留在溶液中的離子濃度很低（＜10-5M），這就要求陽離子的溶度積Hap盡可能小，同時結(jié)合理論計算和實驗相結(jié)合，選擇適宜的PH值條件。化學共沉澱法優(yōu)點原料在離子狀態(tài)下進行混合，比機械混合法更均勻，並減少摻雜的機會，精確控制計算成分較易，顆粒度可根據(jù)反應(yīng)條件進行控制，粒度分佈較窄，化學活性好，因而可以在較低的燒結(jié)溫度下進行充分的固相反應(yīng)，得到較佳的顯微結(jié)構(gòu)。

化學共沉澱法缺點是常呈現(xiàn)分層沉澱，以致沉澱物的組成常偏離原始配方，尤其當配方中含有少量摻雜元素時，要達到這些離子的沉澱與均勻分佈尚有困難，從經(jīng)濟上考慮成本較氧化物工藝高。1、鹽類分解法的工藝、特點、應(yīng)用2、化學共沉澱法制備工藝、制得粉料的優(yōu)缺點課後小結(jié)：第八講其他製備鐵氧體粉料的方法

教學目標：瞭解除氧化物法、鹽類分解法、共沉澱法以外的其他製備鐵氧體粉料的方法。職業(yè)技能教學點：1、溶劑蒸發(fā)法；2、金屬醇鹽分解法；3、溶膠凝膠法；4、鹽溶合成法。教學設(shè)計：復習——講授——小結(jié)——作業(yè)佈置教學手段：課堂講授

新課教學

§1.7其他製備方法

一、溶劑蒸發(fā)法（噴霧法）化學共沉澱法存在以下問題：（1）沉澱為膠狀物，水洗、過濾困難；（2）沉澱劑（NaOH，KOH）作為雜質(zhì)易混入最終的粉料而導致性能下降；（3）如果使用能夠分解除去的胺鹽作沉澱劑，則Cu2+，Ni2+，Zn2+等易形成可溶性絡(luò)離子而不能完全沉澱；（4）沉澱過程中各種成分的分離；（5）水洗時，部分沉澱的重新溶解。如何解決？發(fā)展了不同沉澱劑的溶劑蒸發(fā)法。在溶劑蒸發(fā)中，為了保持蒸發(fā)過程中液體的均勻性，要使溶劑分散成小滴，以使成分偏折的體積最?。灰眲≌舭l(fā)，使液滴內(nèi)的成分偏析最小。為了滿足以上兩點，需用噴霧法。採用噴霧法生成的氧化物顆粒一般為球體，流動性好，易於處理。為了解決上述問題，法制備氧化物粉末常用的方法1、冰凍乾燥法2、噴霧乾燥法3、噴霧熱分解法噴霧乾燥法將溶液噴霧至熱風中而使之急劇乾燥的方法。採用這種方法制得的鐵氧體粉末，比用固相反應(yīng)法制得的粉末具有更微細的結(jié)構(gòu)。如用氧化物溶液進行噴霧、焙燒、熱分解，可制得多種鐵氧體粉料。噴霧乾燥法也廣泛應(yīng)用於造粒，粉末合成法通常是將粉末懸浮在含有第二成分的溶液中，形成料漿，再將這種料漿進行噴霧乾燥而使各種成分混合均勻。

噴霧乾燥塔該機工作原理：空氣通過濾清器進入加熱器，交換成熱空氣，進入乾燥室頂部的熱空氣分配器，使空氣均勻地呈旋轉(zhuǎn)狀進入乾燥室。料液需經(jīng)過篩後由高壓泵送至設(shè)在乾燥室中部的噴嘴或離心噴霧頭，將料液霧化，使液滴的表面積大大增加，與熱空氣相遇接觸，使水份迅速蒸發(fā)，在極短的時間裏乾燥成為顆粒產(chǎn)品。大部分成品由設(shè)在塔底部的出料口收集，廢氣和微小粉粒經(jīng)旋風分離器分離，成品由旋風器下端收集桶收集，廢氣由抽風機排出。該機通?？捎渺豆毯?0－70％的料液進行噴霧，一次性成為顆?；蚍蹱町a(chǎn)品。本機是採用混流壓力形式達到乾燥造粒，因此用戶可根據(jù)自己需要的產(chǎn)品顆粒大小，加以調(diào)節(jié)噴液量和噴嘴孔徑及料液濃度或離心盤轉(zhuǎn)速，使之達到所需的粒度要求。

噴霧熱分解法將金屬鹽溶液噴霧至高溫氣氛中，使溶劑蒸發(fā)和金屬鹽熱解同在瞬間發(fā)生，用一道工序制得氧化物粉末的方法。該方法也被稱為噴霧焙燒法、火焰噴霧法等。噴霧熱分解法中，有將溶液噴霧至加熱的反應(yīng)器中和噴霧至高溫火焰中兩種方法，多數(shù)情況下採用可燃性溶劑（一般為乙醇），並將其燃燒熱進行回收利用。

二、金屬醇鹽水解法醇鹽水解法是研究很活躍的方法，可制得微細，高純度粉末，金屬醇鹽是金屬與乙醇反應(yīng)而生成的M—O—C健的有機金屬化合物，可以廣義式M（OR）n代表之，其中M是金屬，R是烷基或丙烯基，M+nROH→M（OR）n+n/2H2，金屬醇鹽一般可溶於乙醇，用水容易水解成乙醇和構(gòu)成醇鹽的金屬元素氧化物、氫氧化物和化合物的沉澱。經(jīng)氧化後可以生成鐵氧體。金屬醇鹽具有揮發(fā)性，容易精製，水解時不需添加其他陽離子或陰離子便可得高純度的生成物。

三、溶膠——凝膠法溶膠--凝膠工藝是發(fā)展起來的一種嶄新製備方法。溶膠-凝膠法的優(yōu)點（1）工藝過程溫度低，材料製備過程易於控制，可以制得一些傳統(tǒng)方法難以得到或根本得不到的材料；（2）

製品的均勻性好，尤其是多組分製品，其均勻度可達到分子或原子尺度；（3）

製品的純度高，採用這種工藝可製備出各種形狀的無機材料，其中包括粉體、薄膜、塊體、纖維等。溶膠——凝膠法制備氧化物陶瓷的一般過程原料物質(zhì)（金屬醇鹽或無機鹽）→水解→溶膠→縮聚（凝膠化）→凝膠→乾燥→幹凝膠→燒結(jié)→無機材料醇鹽溶解於有機溶劑中，通過加入蒸餾水等使其水解、聚合，形成溶膠，再採取適當?shù)姆椒ㄊ怪纬赡z，並在真空狀態(tài)下低溫乾燥，得疏鬆的幹凝膠，再作高溫煆燒處理，即可得納米級氧化物粉末。金屬有機化合物溶膠-凝膠法凝膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決於其後的乾燥緻密過程，並最終決定材料的性能。各種化學添加劑往往被引入到溶膠-凝膠反應(yīng)過程中，用以改變水解、偏聚反應(yīng)速度，改善凝膠結(jié)構(gòu)均勻性，同時也能夠控制其乾燥行為。應(yīng)用？此法的特點粒度小，製品純度高，反應(yīng)過程易控制，尤其是多組分的製品，其均勻度可達分子或原子尺度；燒結(jié)溫度低，可比傳統(tǒng)方法低400～500℃；從同一原料出發(fā)，改變工藝過程可獲得不同的製品；與共沉澱法相比，該法合成的納米粉體僅在燒結(jié)時才出現(xiàn)團聚，且在不高的溫度（700～800℃）晶化完全，相態(tài)單一。但此法仍存在原料價格高、乾燥時易開裂、有機溶劑有毒等缺陷。有人用該法控制溫度在973～1323K時合成了平均粒徑在13～35nm的NiZnFe2O4，也有人用聚乙烯醇鹽做膠凝劑製備了30～300nm的NiFe2O4。四、溶鹽合成法氧化物法是依靠固態(tài)的接觸通過離子高溫擴散而生成鐵氧體。溶鹽合成是採用低熔點的鹽類與粉料混合在一起，由於鹽類的熔化，可使氧化物溶解其中，以致在較低的溫度下就可生成鐵氧體。鹽類本身不進入鐵氧體中，可用水洗除永磁鐵氧體的發(fā)展過程

第二章永磁鐵氧體§2、1永磁鐵氧體材料的發(fā)展現(xiàn)狀永磁鐵氧體它們的矯頑力能高出幾個數(shù)量級。

相對於軟磁鐵氧體來說，永磁鐵氧體是當今產(chǎn)量最大的鐵氧體元件產(chǎn)品，和其他永磁產(chǎn)品一樣，只需從外部提供一次充磁能量就能產(chǎn)生恒定磁場。

永磁鐵氧體的分類1、粘結(jié)（橡膠或塑膠）永磁鐵氧體（同性或異性）2、各向同性鋇或鍶鐵氧體（Y10T）3、幹壓各向異性鋇或鍶鐵氧體（Y20，Y25）4、全徑向工藝磁體5、高 Br各向異性鐵氧體（鋇）6、高 Br、高（BH）max各向異性鍶鐵氧體7、高Hc各向異性鍶鐵氧體8、雙高及高Br、高Hcj鍶鐵氧體粘結(jié)（橡膠或塑膠）永磁鐵氧體（同性或異性）的應(yīng)用

電機，蜂鳴器，感測器，儀器儀錶，電冰箱，影印機清潔、顯影磁輥，磁教具，電視機等

TJN-1扭矩感測器冰箱各向同性鋇或鍶鐵氧體（Y10T）能製造較複雜形狀，生產(chǎn)效率高，價格便宜，適宜於大批量，且磁性能要求不高的場合。如微特電機，耳機，電視機中心調(diào)節(jié)器等。

微特電機幹壓各向異性鋇或鍶鐵氧體（Y20，Y25）

磁性能較高，又容易作成瓦形等較複雜形狀，成型、燒結(jié)合格率高，適宜於動態(tài)，磁路，低磁導。例如電動機、小型發(fā)電機、吸盤、止動銷等。電動機電機全徑向工藝磁體特別適於各類微特電機，可提高電機效率5—15%。

工藝難度較大一是定向工藝，二是燒結(jié)開裂問題。

高Br各向異性鐵氧體（鋇）適用於高磁導、價格低且性能高的器件。如各類揚聲器，磁（發(fā)）電機等。

揚聲器高Hc各向異性鍶鐵氧體

適用於低溫環(huán)境，大氣隙，退磁干擾大的器件，如，行波管，磁控管磁路等，又如汽車摩托車啟動電機等

摩托車啟動電機摩托車磁電機線圈汽車電機雙高及高Br、高Hcj鍶鐵氧體適合於各類場合應(yīng)用但工藝難度較大。我國永磁鐵氧體的發(fā)展，在幾十年內(nèi)經(jīng)歷了…

(1）由鋇鐵氧體向鍶鐵氧體轉(zhuǎn)換（2）工藝上由幹壓成型向濕壓磁場成型工藝轉(zhuǎn)換，（3）材料性能由低性能向國際先進水準高性能轉(zhuǎn)換。Adeiskold確定了（Ba，Sr，Co）鐵氧體具有磁鉛石晶體結(jié)構(gòu)。1952年

Went等人製成相當於現(xiàn)今的各向同性鋇鐵氧體

1962年

濕壓磁場成型工藝

世界上公認的永磁鐵氧體的發(fā)展過程最早發(fā)現(xiàn)1938年世界上公認的永磁鐵氧體的發(fā)展過程70年代

磁能積方面大大優(yōu)於鋇鐵氧體的鍶鐵氧體大量投產(chǎn)

尤其在1978年後

AlNiCo類磁鋼的主要原料Co的價格上漲，更加促進了永磁鐵氧體的發(fā)展。

課後小結(jié)：1、國內(nèi)、國外牌號性能，反映技術(shù)水準，2、永磁鐵氧體的分類及用途3、發(fā)展史，當今國際已接近理論值水準的FB9系列

作業(yè)佈置：1、永磁鐵氧體有哪些特點？2、永磁鐵氧體有哪些種類和基本用途

粘結(jié)永磁粘結(jié)永磁：是將製備好的永磁粉末加入塑膠、橡膠等粘結(jié)劑進行充分混合，然後經(jīng)壓延成型、擠出成型、注射成型、壓縮成型等工藝制得的永磁體。同性和異性：粘結(jié)永磁根據(jù)在製造工藝中是否取向分為同性和異性（日本稱為等方性和異方性），其電磁性能明顯不一樣

粘結(jié)永磁的優(yōu)點：1、

具有較高的永磁性能和粘合劑的物理性能，如柔性、彈性等；2、

可以製備形狀複雜、薄壁型的產(chǎn)品；3、

產(chǎn)品一致性好，尺寸精度高；4、磁體的比重（密度）小，重量輕，有利於器件、整機的輕量化；

1、

有良好的機械加工性能，可進行車、鉗、銑、刨、磨剪切、疊壓、卷饒、扭轉(zhuǎn)等；2、

耐衝擊震動，不易碎；3、

可嵌入金屬、非金屬等全體零件整體成型；4、

可以製造成全徑向（全輻射）取向的磁體；5、

廢料可以重新回收使用；6、磁體的Hcj高。

粘結(jié)永磁的缺點：由於粘結(jié)劑是非磁性物質(zhì)，製造的磁體產(chǎn)品其電磁性能（Br、Hcb、（BH）max）只有該類燒結(jié)磁體的50～70%。粘結(jié)永磁的用途：1、

傳動方面2、

音響設(shè)備方面；3、

通訊設(shè)備方面；4、

磁性密封；5、其他方面。

粘結(jié)永磁發(fā)展概況：粘結(jié)永磁的發(fā)展，國際上起步與60年代，中國起步於70年代。目前（2000年），粘結(jié)永磁的最大磁能積普遍達到：永磁鐵氧體類各向同性為5.6kJ/m3（0.7MGOe），各向異性為18kJ/m3（2.3MGOe）；稀土鈷類分別為：40kJ/m3（5MGOe）和144kJ/m3（18.4MGOe，R2Co17）；各向同性釹鐵硼：79.62kJ/m3（10MGOe）；各向異性壓縮成型粘結(jié)釹鐵硼：200kJ/m3（25MGOe）。

粘結(jié)永磁的分類：粘結(jié)永磁鐵氧體和粘結(jié)金屬永磁材料。粘結(jié)金屬永磁有：粘結(jié)RCo5、粘結(jié)R2Co17、粘結(jié)NdFeB、粘結(jié)AlNiCo等。

課後小結(jié)：一、

粘結(jié)永磁的基本原理；二、

粘結(jié)永磁的優(yōu)缺點；三、

粘結(jié)永磁的主要用途；四、粘結(jié)永磁的發(fā)展史與分類。

作業(yè)佈置：1、

什麼叫做粘結(jié)永磁？2、

粘結(jié)永磁有哪些類型？3、粘結(jié)永磁有哪些用途？

粘結(jié)永磁（二）壓延成型工藝原理一、

對永磁鐵氧體磁粉的要求1、

具有優(yōu)良的形狀各向異性；2、

易於填充及多量填充。二、對粘合劑的要求1、

粘性好，具有優(yōu)良的塑性、彈性及柔性；2、

磁粉易填充進去；3、抗老化。

三、主要設(shè)備1、

捏合機；2、

煉塑機；3、

精碾機；4、

模樣壓模及工裝；5、

精密剪切設(shè)備；

6、衝床及沖模。

四、主要儀器1、

磁性能檢測系統(tǒng)；2、抗張強度測試儀。（拉力機）

五、主要工藝流程1、

配料：粘合劑（CPE）、磁粉、助劑；2、

捏合及工藝要求；3、

混煉工藝操作；4、切粒：目的、意義；

1、

混煉開片；2、

精碾——機械應(yīng)力取向過程；3、

疊合：按使用要求疊合厚度；4、

整形：剪切、衝壓成所需要的形狀、尺寸的產(chǎn)品；5、充磁、包裝。

課後小結(jié)：一、

壓延成型的工藝原理：取向原理、成型原理。二、各工序中的品質(zhì)控制。

作業(yè)佈置：1、

請寫出壓延成型的工藝流程。2、壓延取向是根據(jù)什麼原理？

粘結(jié)永磁（三）擠出成型工藝原理一、磁粉及對永磁鐵氧體磁粉的要求1、

同性磁粉；2、

異性磁粉。二、粘合劑的選擇1、氯化聚乙烯型；2、CPE與橡膠的混合使用。

2、CPE與橡膠的混合使用。三、主要設(shè)備1、

捏合機；2、

煉塑機；3、

切粒機；4、

充磁機（電容放電）；5、

電烘箱；6、擠出機；7、卷繞機等。

四、主要儀器1、

磁性能檢測系統(tǒng)；2、

抗張強度測試儀。3、

表面硬度（邵氏）檢測儀等。五、主要工藝流程配料

捏合

煉塑

切粒

混煉（開片）

烘烤

擠出

充磁

檢測、包裝

六、關(guān)於品質(zhì)控制的問題1、

外觀品質(zhì)：2、

電磁性能：3、其他物理、機械特性問題。

七、擠出成型的特點1、

可生產(chǎn)的長度按要求進行控制；2、

可自動充磁；3、

模具較簡單；4、可生產(chǎn)同性或異性粘結(jié)永磁體。

課後小結(jié)：一、

擠出成型工藝流程；二、擠出成型的特點：

1、除加料外，能實現(xiàn)全自動；

2、

生產(chǎn)產(chǎn)品的長度可任意；

3、可生產(chǎn)同行或異性產(chǎn)品。作業(yè)佈置：1、

請寫出擠出成型工藝流程；2、擠出成型工藝特點主要有哪些？

粘結(jié)永磁（四）教學目標：瞭解注射成型生產(chǎn)粘結(jié)永磁鐵氧體的基本工藝過程。職業(yè)技能教學點：1、

粘結(jié)劑的選擇；2、

工藝特點；3、

主要設(shè)備——注射機教學設(shè)計：復習——講授——小結(jié)——作業(yè)教學手段：課堂講授復習上次課內(nèi)容：1、

擠出成型生產(chǎn)粘結(jié)永磁鐵氧體的工藝流程；2、擠出成型生產(chǎn)的工藝特點。

新課教學：

粘結(jié)永磁（四）注射成型一、粘合劑的選擇1、注射成型最常用的粘結(jié)粉末；2、加入偶聯(lián)劑①

提高磁粉的熱穩(wěn)定性；②

通過提高粒子的旋轉(zhuǎn)性來增強粒子的取向度；③

增加流動性；提高強度和延伸率。

二、注射成型工藝1、流程配料（磁粉+塑膠+助劑）捏合（加溫）混酸（切粒，φ3左右）烘烤模具加熱粒料融化注射成型2、設(shè)備用螺旋式立式或臥式注射機，模具上加取向磁場，即可生產(chǎn)異性粘結(jié)永磁鐵氧體。

課後小結(jié)：一、

粘結(jié)劑選擇PA系列及偶聯(lián)處理；二、

注射工藝流程；三、磁場注射機基本構(gòu)造及工作原理。

作業(yè)佈置：1、為什麼要用偶聯(lián)劑對鐵氧體磁粉先進行處理？2、注射成型有哪些優(yōu)點？

粘結(jié)永磁（五）教學目標：瞭解粘結(jié)永磁鐵氧體用磁粉的製備。職業(yè)技能教學點：1、

用預燒料製備；2、

用磨削料、廢品料製備；3、

用氧化物法制備；4、

其他方法製備。教學設(shè)計：復習——講授——小結(jié)——作業(yè)教學手段：課堂講授復習上次課內(nèi)容：一、

擠出成型粒料製備1、

先對磁粉進行偶聯(lián)處理；2、

粘結(jié)劑：3、

磁場注射機構(gòu)造及工作原理。4、模壓成型工藝

新課教學：

粘結(jié)永磁鐵氧體用磁粉的製備一、用燒結(jié)永磁鐵氧體預燒料進行製備二、磨削料；三、在燒結(jié)過程中產(chǎn)生的廢磁件；四、用氧化物法進行磁粉製作；

五、其他方法製作磁粉；1、可用精礦粉（Fe3O4）配方進行製作；2、可用鐵鱗（Fe3O4）配方進行製作。3、可用FeCl3、Fe（OH）2作原料，用化學共沉澱的方法來製備。

課後小結(jié)：1、

用常規(guī)預燒料製作磁粉1.0～1.2μm，950℃x1h熱處理；2、

用磨削料、廢磁件製作同性或異性磁粉，1.0～1.5μm，950℃x1h熱處理；3、

氧化物法，低摩爾比，比普通燒結(jié)溫度高，1.02μm，950～1000℃x1h熱處理；4、

用精礦粉、鐵鱗等為原料製作；用FeCl3、Fe（OH）2等為原料，用化學共沉澱的方法來製備。

作業(yè)佈置：1、可用哪些方法製備粘結(jié)永磁鐵氧體用磁粉？

永磁鐵氧體生產(chǎn)中常見品質(zhì)問題教學目標：熟悉永磁鐵氧體生產(chǎn)中常見品質(zhì)問題，其引起原因和採取控制的方法。職業(yè)技能教學點：1、跑白，花斑現(xiàn)象產(chǎn)生原因及解決措施，2、坯件起泡原因及解決措施，3、開裂問題，帶餘磁問題產(chǎn)生原因及解決措施。教學設(shè)計：復習——講授——小結(jié)——作業(yè)佈置教學手段：課堂講授復習上次課重點：一、SrM的配方，n值可取6（理論），生產(chǎn)常取5.9，（5.7～5.9），高摩爾，＜5.5(低摩爾)二、添加劑的影響，主要新發(fā)展，加La2O3，，Al2O3，Co2O3。日本的FB9系列，是用La2O3，取代部分SrCO3，用Co3O4部分取代Fe2O3，在一次料時加入；中國二次料時加入，也可引起相應(yīng)的一些作用。三、影響磁性能主要因素：1、預燒料的性能；2、二次加雜情況；3、制粉工藝及平均粒度與粒度分佈；4、取向度。另外，判別預燒料性能好壞，用求K值和求M值的方法：K值計算：K=Br+0.4HcJ，M值計算，M=3Br+HcJ（單位CGS制，KGs，KOe）

新課教學：§2、5永磁鐵氧體元件生產(chǎn)過程中的常見問題一、跑白和花斑現(xiàn)象二、起泡現(xiàn)象三、開裂問題四、燒結(jié)帶磁現(xiàn)象

跑白和花斑現(xiàn)象經(jīng)球磨後的料漿表面會析出一層白色沉澱物，從而導致組成偏離原始配方，料漿變稠，嚴重時難以濕法成型，影響產(chǎn)品品質(zhì)，制得的毛坯放置數(shù)天後，表面會長出越來越多的白毛，產(chǎn)品磨削後，磨削麵也會出現(xiàn)一層白灰，該現(xiàn)象夏天比冬天嚴重。

產(chǎn)品花斑的形成，在很大程度上與游離的SrO有關(guān)，產(chǎn)品中花斑的輕重程度與料漿中PH值大小的程度有關(guān)，

跑白和花斑現(xiàn)象一般來說，磁體中斑塊處含SrO較多，花斑是SrO，BaO與毛坯表面鐵氧體的共熔物。

起泡現(xiàn)象不少生產(chǎn)企業(yè)在二次燒結(jié)中，磁體常常出現(xiàn)起泡現(xiàn)象，嚴重影響了磁體的性能和成品率，出現(xiàn)起泡現(xiàn)象的主要原因：較高的水分偏折率，較低的球磨粒度和預燒溫度，過高的燒結(jié)溫度以及通風性好的燒結(jié)爐其磁體都易產(chǎn)生泡狀物，解決辦法是將坯件烘乾時間延長，適當提高球磨的平均粒度，預燒料溫度和降低二次燒結(jié)溫度。開裂問題除了花斑引起燒結(jié)產(chǎn)品開裂外，還有其他一些原因，如成型工藝、燒結(jié)升溫速度過快、降溫過快等。具體原因具體分析，查明後採取措施，燒結(jié)升溫開裂斷面不平整，這是因為坯件開裂時尚未完全鐵氧體化。在降溫過程中，由於冷卻速度太快，或出爐溫度高會引起炸裂，其裂紋一般細而直，裂紋斷面也較齊整。

產(chǎn)品端面開裂產(chǎn)品氣泡產(chǎn)品背弧掉塊產(chǎn)品內(nèi)弧裂紋產(chǎn)品掉塊產(chǎn)品有異物產(chǎn)品起層產(chǎn)品燒結(jié)帶磁現(xiàn)象帶磁現(xiàn)象多表現(xiàn)為單面多極形式，極數(shù)為幾極到幾十極不等，而且極面很不規(guī)則，用磁性顯示儀可以清楚地看到多個不規(guī)則的小圓圈，圓圈內(nèi)外即為不同極，用霍爾探頭可測出不同的極性和強度（幾mT→60～70ｍＴ）。帶磁現(xiàn)象可整板產(chǎn)品帶磁，或同樣條件下有時帶磁而有時又不帶磁。工業(yè)生產(chǎn)中輥道窯，推板窯等都有可能出現(xiàn)燒結(jié)後帶磁，燒結(jié)帶磁出現(xiàn)時多伴有窯爐爐尾鼓風。各向異性，特別是高性能產(chǎn)品多層燒結(jié)才發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。燒結(jié)帶磁現(xiàn)象分析：燒結(jié)帶磁與取向成型時坯件退磁未退乾淨有關(guān)，冷卻速度太快有關(guān)。燒結(jié)後磁體帶磁現(xiàn)象對最終產(chǎn)品使用無影響。但生產(chǎn)過程磨加工，清洗較困難，裝配過程也有麻煩，解決辦法是對癥下藥。如調(diào)整好成型退磁裝置，使坯件退磁乾淨。減小爐尾鼓風量，延長窯爐冷卻區(qū)，適當調(diào)整降溫速度，適當改變坯件擺坯裝迭的長徑比L/D，進行分隔燒結(jié)等。課後小結(jié)：一、

跑白;二、起泡;三、開裂問題;四、燒結(jié)後帶餘磁.作業(yè)佈置：永磁鐵氧體生產(chǎn)中常見哪些品質(zhì)問題？其產(chǎn)生的原因有哪些，怎樣解決（措施）？

料漿發(fā)泡的原因

及解決措施

宜賓職業(yè)技術(shù)學院

本講的目的1、通過對永磁鐵氧體大生產(chǎn)中容易出現(xiàn)問題的探討，讓同學們領(lǐng)會在大生產(chǎn)過程控制中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思路和方法。2、關(guān)鍵點：問題一旦出現(xiàn)，必須考慮的兩件事，一是大生產(chǎn)不能因問題而停產(chǎn)，必須正常進行，必須出合格品。二是盡可能減少損失。宜賓職業(yè)技術(shù)學院

復習上一講我們談了永磁鐵氧體生產(chǎn)中常見的品質(zhì)問題

——跑白和花斑現(xiàn)象

——開裂問題

——燒結(jié)帶磁現(xiàn)象——起泡現(xiàn)象

（磁體起泡）宜賓職業(yè)技術(shù)學院

宜賓職業(yè)技術(shù)學院

燒結(jié)帶磁現(xiàn)象典型燒結(jié)曲線宜賓職業(yè)技術(shù)學院

新課講解按我們發(fā)現(xiàn)問題解決問題的思路來展開1、1999年到2003年每年都會出現(xiàn)一次產(chǎn)品大批量報廢，產(chǎn)品外觀合格率20%-30%，Br低30%-40%2、現(xiàn)場分析1）現(xiàn)場有部分料漿表面有氣孔，料漿內(nèi)部有氣泡。2）有氣孔料漿散發(fā)出類似於樟腦的氣味3）料漿磨好後，0.9Kg的球磨機蓋子跳起0.8m宜賓職業(yè)技術(shù)學院

1、加廢木頭渣實驗2、塑膠渣實驗實驗結(jié)果：有樟腦氣味，但無發(fā)泡現(xiàn)象宜賓職業(yè)技術(shù)學院

樟腦氣味實驗再現(xiàn)

料漿溫度645655545045料漿狀態(tài)發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡宜賓職業(yè)技術(shù)學院

料漿溫度與料漿狀態(tài)表分析球磨機內(nèi)料漿溫度過高、壓強過大。球磨機內(nèi)料漿溫度不能超過55度。宜賓職業(yè)技術(shù)學院

兩個月後，料漿再次發(fā)泡涉及的產(chǎn)品：802/5、802/7工藝：鐵紅料+分散劑料漿溫度5153515049465054料漿狀態(tài)未發(fā)泡發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡發(fā)泡宜賓職業(yè)技術(shù)學院

料漿溫度與料漿狀態(tài)表分析:分散劑在一定溫度、壓強下的氨氣揮發(fā)。球磨機內(nèi)料漿溫度在60度以下但壓強過大所致。球磨機內(nèi)料漿溫度不能超過50度。宜賓職業(yè)技術(shù)學院

2003年8月再次發(fā)泡料漿沉澱緊，表面無氣孔，內(nèi)部有大氣泡涉及的產(chǎn)品，910系列該產(chǎn)品的工藝十分成熟。我們對出投料的各環(huán)節(jié)全面跟蹤，依然發(fā)泡宜賓職業(yè)技術(shù)學院

實驗方案實驗理由實驗結(jié)果加分散劑0.3%排除水解可能依然發(fā)泡加分散劑0.5%排除水解可能依然發(fā)泡加碳銨0.3%排除水解可能依然發(fā)泡加碳銨0.5%排除水解可能依然發(fā)泡返磨1小時排除氣泡可能依然發(fā)泡返磨3小時排除氣泡可能依然發(fā)泡返磨5小時排除粒度可能依然發(fā)泡將料漿烘乾排除異物可能依然發(fā)泡宜賓職業(yè)技術(shù)學院

分析發(fā)泡料漿實驗宜賓職業(yè)技術(shù)學院

正常產(chǎn)品內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu):晶粒大小相對均勻微觀分析發(fā)泡料漿生產(chǎn)的產(chǎn)品內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)照片1——晶體大小極不均勻宜賓職業(yè)技術(shù)學院

發(fā)泡料漿生產(chǎn)的產(chǎn)品內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)照片2宜賓職業(yè)技術(shù)學院

發(fā)泡料漿生產(chǎn)的產(chǎn)品內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)照片3宜賓職業(yè)技術(shù)學院

宜賓職業(yè)技術(shù)學院

發(fā)泡料漿生產(chǎn)的產(chǎn)品顯微結(jié)構(gòu)放大照片4發(fā)泡料漿生產(chǎn)的產(chǎn)品內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)照片5宜賓職業(yè)技術(shù)學院

宜賓職業(yè)技術(shù)學院

發(fā)泡料漿生產(chǎn)的產(chǎn)品顯微結(jié)構(gòu)放大照片6大生產(chǎn)措施冷卻系統(tǒng)全部換新、120目通過率發(fā)泡情況對比基料名899廠8月料899廠3月料山西料北礦料西磁料武鋼料馬高科料120目通過率79.686.410010099.699.899.4料漿狀況發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡未發(fā)泡宜賓職業(yè)技術(shù)學院

料漿溫度控制在45度以下預燒料初始粒度盡可能均勻,120目通過率不能低於85%宜賓職業(yè)技術(shù)學院

Goodluckwithyou

宜賓職業(yè)技術(shù)學院

第二講固相反應(yīng)

教學目標：瞭解鐵氧體的固相反應(yīng)過程，基本掌握欲使固相反應(yīng)完全、燒結(jié)時間縮短應(yīng)採取的措施。職業(yè)技能教學點：1、固相反應(yīng)的基理及過程，2、固相反應(yīng)的簡化模型分析，3、添加劑的種類及作用。教學設(shè)計：復習——講授——小結(jié)——作業(yè)佈置教學手段：課堂講授復習上次課重點：1、鐵氧體磁性材料的分類，2、鐵氧體磁性材料主要生產(chǎn)工藝流程，3、影響原料活性的因素：A、形貌，B、結(jié)構(gòu)，預燒溫度。新課教學§1、2固相反應(yīng)大量生產(chǎn)的是多晶鐵氧體，它的製造工藝與陶瓷粉末冶金工藝相似，其基本工藝流程如下：

配料（一次）（A）混合預燒（初步固相反應(yīng)）→備料（B）成型→燒結(jié)→加工→檢測包裝（A）包括氧化物法、鹽類分解法、化學共沉澱法、噴霧熱分解法、溶液—凝膠法等。（B）包括幹壓法、磁場成型法、注漿法、熱壓法等。但是，不管製備方法怎麼變化，除粘結(jié)鐵氧體外，所有的鐵氧體的製備都必須經(jīng)過燒結(jié)，固相反應(yīng)。即產(chǎn)品在燒結(jié)前基本是各種金屬氧化物的機械混合物，燒結(jié)後生成新的複合氧化物，即鐵氧體。一般產(chǎn)品的燒結(jié)溫度比各原料的熔點低，約為鐵氧體熔點的80～90%，即：T燒結(jié)=（0.8—0.9）T熔點（0C）一、

概念固相反應(yīng)：是固體粉末間（多相成分）在低於熔化溫度下的化學反應(yīng)，它是由參與反應(yīng)的離子或分子經(jīng)過熱擴散而生成新的固熔體。固相反應(yīng)是燒結(jié)中的一種形式，基本上是在預燒過程中進行的。直到今天，鐵氧體的製造均是兩次燒結(jié)，一次是化工原料配方後進行一次預燒，初步固相反應(yīng)，二次是在成型後進行燒結(jié)，使之充分鐵氧體化。二、固相反應(yīng)的過程固相反應(yīng)與溫度密切相關(guān)。

鐵氧體產(chǎn)品在高溫下發(fā)生固相反應(yīng)下麵以ZnFe2O4的生成為例進行說明：1、表面接觸期（T＜3000C）：無離子擴散，晶格結(jié)構(gòu)無變化。2、形成表面孿晶期（300—4000C）：顆粒表面質(zhì)點相互作用形成表面分子膜（假分子或?qū)\晶），隨著溫度升高，孿晶數(shù)增加。3、孿晶發(fā)展與鞏固期（400—5000C）：假分子結(jié)合強度進一步加強，少數(shù)金屬離子發(fā)生擴散至表面，表面離子接觸構(gòu)成新的表面分子，但該階段尚無明顯的新相生成。4、全面擴散期（500—6000C）：表面與內(nèi)部的Zn2+，F(xiàn)e3+充分擴散形成固熔體，產(chǎn)生晶格畸變，但尚在固熔度範圍內(nèi)，無新相（ZnFe2O4）出現(xiàn)。

5、反應(yīng)結(jié)晶產(chǎn)物形成期（600—7500C）：新相出現(xiàn)，形成晶粒，密度提高。（開始析出鋅鐵氧體晶粒）6、形成化合物的晶格校正期（＞7500C）：修正結(jié)構(gòu)缺陷，晶粒長大，密度大大上升（擴散加速進行，晶格缺陷消失成為正常尖晶石結(jié)構(gòu)）。一般固相反應(yīng)完成後，約有90—95%的原始粉料已生成新相，新相出現(xiàn)的溫度與反應(yīng)達完成的溫度有可能相差甚遠，如：NiO+Fe2O3600～8000C

NiFe2O41100～12000C達反應(yīng)完成三、固相反應(yīng)的簡化模型分析

以MgO+Al2O3=MgAl2O4生成反應(yīng)為例：1、假設(shè)（1）氧離子未參與擴散過程

（2）Mg2+，Al3+以3：2的比例進行相反方向的擴散進入氧離子晶格間隙，形成MgAl2O4，如果在原接觸介面做一標誌，則在介面兩邊按1：3的比例形成MgAl2O4相，這種離子擴散機制稱為Wagner機制。

（3）反應(yīng)產(chǎn)物無限薄欲使化學反應(yīng)完成，燒結(jié)時間縮短，需考慮以下因素：（1）粉料愈細反應(yīng)速度愈快。通常用機械球磨粒度約1—5μm，化學共沉澱法制得的粉料粒度有可能更細。（2）粉末間接觸面積越大越好。為此，增大成型壓力（提高坯件密度）或採用二次球磨工藝（混合球磨→預燒→再球磨）時，將進行預燒後的粉料先預壓成塊狀或造粒。（3）降低啟動能，增進原料的活性

採用高純原料往往需要提高燒結(jié)溫度。

（4）升高溫度較之延長反應(yīng)時間更有效。（5）少量熔點較低的物質(zhì)加入反應(yīng)物中，可起類似於助熔劑的作用，促使其他原料的固相反應(yīng)加速進行。例如將Bi2O3（T熔點=8250C）加入鋰鐵氧體，可使燒結(jié)溫度降低，有效地抑制Li2O的揮發(fā)，達到高密度。添加劑的種類及作用：依據(jù)所起作用的不同，加入鐵氧體中的添加劑可分為以下四種：礦化作用、助熔作用、阻晶作用、改善電磁性能的作用。1、礦化作用特點：增加反應(yīng)速度，助長和控制晶粒生長，本身成分和重量一般在反應(yīng)前後基本不變。常用V2O5、WO3等含有小半徑、大電荷數(shù)金屬離子的氧化物。2、助熔作用（也起礦化作用）特點：本身與金屬氧化物形成低熔點化合物，高溫下成為粘性流體，使固相反應(yīng)在有液相存在的情況下進行，從而加速反應(yīng)，降低燒結(jié)溫度，提高密度。常用CuO、P2O5、Bi2O3、V2O5、PbO等。3、阻晶作用特點：在固相化學反應(yīng)和晶體生長過程中，抑制晶粒生長及併吞，促使晶粒細化、均勻。

4、改善電磁性能特點：這類添加劑的目的不是促進固相反應(yīng)、燒結(jié)、細化晶粒等方向改善顯微結(jié)構(gòu)來提高性能的，而是從基相的電磁特性或其他方面（如晶界）來提高性能的。例：摻矽Fe3O4磁粉的製備

課後小結(jié)：一、

固相反應(yīng)的概念（機理）；二、

固相反應(yīng)的過程（六個週期）；欲使固相反應(yīng)充分，燒結(jié)時間縮短，需考慮的有關(guān)因素。作業(yè)佈置：1、

什麼叫做固相反應(yīng)？2、

固相反應(yīng)要經(jīng)過哪些週期？3、加速固相反應(yīng)，縮短燒結(jié)時間需考慮哪些因素？

鐵氧體的燒結(jié)（—）教學目標：熟悉鐵氧體燒結(jié)週期，瞭解燒結(jié)過程中晶粒生長與燒結(jié)體緻密化的關(guān)係。職業(yè)技能教學點：1、燒結(jié)概念，2、燒結(jié)的三個階段及燒結(jié)推動力分析，3、晶粒生長與二次再結(jié)晶現(xiàn)象。教學設(shè)計：復習——講授——小結(jié)——作業(yè)佈置教學手段：課堂講授，以自備的金相圖作教具復習上次課重點：固相反應(yīng)；固相反應(yīng)分析；加速固相反應(yīng)，縮短燒結(jié)週期（時間），需考慮的有關(guān)因素；添加劑的作用?！?、3鐵氧體燒結(jié)一、概念燒結(jié)是將成型好的坯件，在常壓或加壓下，在空氣中或保護氣體中，高溫（T＜T熔點）加熱，使顆粒之間互相結(jié)合（粘結(jié)），從而提高成型坯件的強度，排除顆粒之間的氣孔，提高材料的強度，使之充分鐵氧體化。燒結(jié)的推動力是顆粒的表面能，原料粉末顆粒越細，表面積越大，燒結(jié)速度越快，晶界越多，物質(zhì)遷移距離越短，促使氣孔擴散，緻密化的速度越快。二、燒結(jié)階段的劃分及燒結(jié)推動力的分析

1、燒結(jié)過程根據(jù)燒結(jié)過程中氣孔的狀態(tài)、尺寸的收縮，過程劃分為三個階段：升溫階段保溫階段降溫階段燒結(jié)溫度曲線燒結(jié)窯爐燒結(jié)窯爐2、燒結(jié)推動力（1）緻密化與瓶頸形成的推動力與機制物質(zhì)由曲率半徑小處向曲率半徑較大處傳遞，同一顆粒內(nèi)物質(zhì)傳遞的結(jié)果導致所謂的顆?！扒蚧?；不同顆粒接觸時，物質(zhì)將由小顆粒向大顆粒傳遞，促使顆?！按只薄?/p>

（2）晶體生長的驅(qū)動力——介面能晶界移動對晶粒生長的貢獻取決於初始的顆粒尺寸比。

三、晶粒長大與二次再結(jié)晶現(xiàn)象1、晶粒生長與緻密化的關(guān)係燒結(jié)過程結(jié)束後，燒結(jié)體的相對密度可達該材料理論密度的95%以上，在這個意義上說，燒結(jié)過程即是材料實現(xiàn)緻密化的過程。同時，晶粒的平均尺寸增大（在高溫加熱時，細粒晶體聚集體的平均晶尺寸總是要增大的，通常晶粒長大指無應(yīng)變或近於無應(yīng)變材料的平均晶粒尺寸在熱處理過程中連續(xù)增大而不改變晶粒尺寸的分佈情況）。這裏有一個容易混淆的問題：是否是由於晶粒長大的結(jié)果才導致了燒結(jié)體的緻密化呢？燒結(jié)初、中期表面擴散是最有可能的緻密化及粗化的物質(zhì)傳輸途徑或至少是其中之一，而燒結(jié)後期只有晶界或體積擴散是可能的機制。表面擴散傳質(zhì)可同時導致顆粒列陣的收縮和晶粒生長，並且傳質(zhì)過程對顆粒列陣收縮的貢獻遠大於晶粒生長導致燒結(jié)重新啟動（顆粒間二面角的重新形成）所引起的收縮。因此說，晶粒生長並不是緻密化過程的一個不可分割的過程。2、二次再結(jié)晶二次再結(jié)晶又稱異?；虿贿B續(xù)的晶粒長大。通過二次再結(jié)晶使少數(shù)較大的晶粒成核並長大，這種長大是以消耗基本無應(yīng)變的細晶粒基質(zhì)來實現(xiàn)的。二次再結(jié)晶的程度取決於顆粒的大小，

過分的晶粒長大常常有害於機械性能，但對於某些電性能和磁性能來說，較大的或較小的晶粒尺寸有助於性能的改善。

永磁鐵氧體的燒成中，在擇優(yōu)取向方面利用二次再結(jié)晶是有益的，這種磁材的燒結(jié)要求獲得高密度以及高度擇優(yōu)取向，成型時通過強大的磁場作用可使粉料顆粒達到相當大程度的取向，3、第二相、氣孔對晶粒生長的作用在燒結(jié)過程中晶粒生長常被少量第二相或氣孔所抑制，夾雜物的存在增大了晶粒介面移動所需的能量，因而抑制了晶粒的長大夾雜物可能：（1）與介面一起移動，阻礙?。唬?）與介面一起移動，

面移動速度由夾雜物遷移率控制；（3）很難移動，以致介面從夾雜物上拉開。陶瓷燒結(jié)過程中總是存在的第二相是殘餘的氣孔。燒結(jié)初期，當介面曲率和介面驅(qū)動力高時，氣孔作為晶粒介面上的粒狀夾雜物常被遺留在後面，結(jié)果通常在晶粒中心觀察到小氣孔群；燒結(jié)後期，介面遷移驅(qū)動力較低時，氣孔則常被介面牽著一起移動，逐漸聚集在晶粒角落上，使晶粒長大變慢。

課後小結(jié)：一、燒結(jié)使顆粒間相互結(jié)合，提高強度，使之充分鐵氧體化。二、燒結(jié)過程分燒結(jié)初期、燒結(jié)中期、燒結(jié)後期。不同顆粒接觸時，將由小顆粒向大顆粒傳遞，促使顆粒粗化，晶界移動對晶粒長大的貢獻取決於初始顆粒的尺寸比三、二次再結(jié)晶的程度取決於顆粒的大小。作業(yè)佈置：預習1.3，1.4第四講鐵氧體的燒結(jié)（二）

教學目標：瞭解燒