高性能m型锶铁氧体的磁性分析

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1、高性能M型锶铁氧体的磁性研究第一章绪论1．1铁氧体的发展进程我国古代著作《吕氏春秋》中提到“磁石”能吸引铁的最早记录。在古希腊，人们在生活中发现了磁铁矿石能够吸引铁这种现象，在我国汉代时期，人们利用磁铁矿石制成了最早的指南针一司南，后来又出现了发电机，电动机，这些都离不开磁性材料，磁性材料在很多领域都发挥着极其重要的作用【5】。伴随着制造业产业的发展，磁性材料的相关理论也得到了提升，磁性材料的性能也得到了极大的改善。铁氧体主要是由铁的氧化物构成，其他的成分可能还含有某些金属元素等。其电阻率非常高，通常是在102f2．em到108f1．cm这个范围之内

2、，比金属磁性材料(10-6104Q．cm)还要高。铁氧体材料成为极其重要的材料，其可与金属磁性材料相媲美【6】。在天然磁铁矿中，Fe304的含量是最多的，但是由于它的饱和磁化强度只能达到铁的四分之一，所以很长一段时间没能够引起人们的关注，到了二十世纪初人们才探究它的磁学性质和物质结构。十九世纪七八十年代人们通过技术手段制造了包含锰的铁氧体材料，N---十世纪三四十年代，又制备出了包含钴的铁氧体材料，从那以后进行了软磁磁性材料的一系列的研究。到了二十世纪四五十年代，对反铁磁性物质展开了一系列的研究，促进了对亚铁磁性物质更深层次的认识，从此人们对磁性材料

3、的认识上升了一个比较高的高度。稀土族的石榴石型铁氧体的出现，同尖晶石型，磁铅石型以及石榴石型平分天下17J。二十世纪六十至七十年代，美日还有前苏都花费了大量的资金开发研究具有吸波的铁氧体材料，其用途主要是在于军事上的隐身技术。从七十年代以后，由于工农业生产的需要，人们为此也开展了大量的铁氧体的研究。研制出了电感器、各种仪器的磁芯、录象的记录磁头、磁盘、稀土磁滞伸缩材料等。二十世纪八十年代以来，由于纳米材料的迅猛发展推动了铁氧体磁性材料的进步，从而使铁氧体磁性材料具有了很多原来没有的新的特异性能。对于纳米微粒而言，因为它包含数目较少的原子或分子，所以它

4、的原子或分子2第一章绪论在热力学上是处于亚稳态，因而它在很多方面体现出奇异的功能和特性。表1．1最近几年铁氧体的发展。表1．1最近几年铁氧体的发展Table．1．1Theprogressyearwatchofferrites公元前4世纪公兀刖世纪公元前3世纪公兀刖3世纪19091932．31935194619481949195l19521953-41953．61953—71956．19571956．581956—59196770年代1979198l19831990(磁铁矿，即铁的铁氧体)的磁性的记载(中国)最早的指南器(司南)的发明(中国)合成铁氧体

5、反铁磁理论软磁铁氧体(尖晶石)的系统研究软磁铁氧体的商品生产亚铁磁性理论；铁氧体的铁磁共振旋磁性及张量磁导率理论铁氧体的法拉第旋磁效应；铁氧体微波非互易器件钡铁氧体(磁铅石型)矩磁铁氧体在电子计算机中的应用铁氧体的高功率现象和非线性理论超高频铁氧体非线性铁氧体器件铁磁半导体透明铁氧体铁氧体的磁泡现象军事隐身技术Y2．7Bio．3Fe3．8Gal．2012石榴石单晶薄膜磁光录象Lu2BiFe5012石榴石单晶薄膜光纤开关YIG系列单晶薄膜光纤电流测试仪(YbTbBi)3Fe5012磁光隔离器陶瓷法制造铁氧体材料工艺促进了磁性材料的生产发展，进而也促使了

6、磁性材料生产工艺的发展。在五十年代期间，这种工艺已经在生产制造中得到普遍的应用。接下来的十年，主要致力于配方，掺杂等方面的工作，并取高性能M型锶铁氧体的磁性研究得了一系列的成就。到了七十年代主要将精力投入在交叉效应，有利于铁氧体单晶制备工艺的发展。除此之外，湿法工艺的进步也是很迅猛的，像化学共沉法，低温化学法等工艺也得到迅速发展。溶胶—凝胶法也是湿法工艺的一种，它的出现也是湿法工艺的又一创举。它可以制备出粒径在lnm到lOOnm的超细粉末，这种粉末的化学性质不仅不会受影响，而且它在磁性光吸收、热阻方面都有它的优势，极大引起了人们的高度关注。原子尺度的

7、材料生长以及测量技术，人工纳米结构得以研制出来【8】。人们可以非常准确地操纵铁氧体磁性材料的纳米尺寸结构。现代社会，信息高速发展，各种电子设备的电子信息交换和存储系统都向着体积更小，存取速度更快的方向发展。促进了研发与生产，开发了高密度磁记录等相关技术。性能特异的磁性纳米结构功能材料的开发与广泛使用，就是在这种需求的促进下研究和发展的。1．2永磁材料的主要分类1．2．1金属永磁材料金属永磁材料的矫顽力比较高，按照金属永磁材料的生产机理，可以将金属永磁材料继续细分，应用最广泛的一类合金磁钢是AINICo系合金19j。通过对铝镍钴系合金的研究和开发，开发

8、出的磁钢，其主要成分为铝铁镍。在磁钢中，分离出的粒子，其各个方向的磁化难易程度是不同的，从而这种磁钢不容易退